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Linux C 数据结构 ->单向链表<-(~将进酒,杯莫停~)

单向链表<-(~将进酒,杯莫停~)' />

 

之前看到一篇单向链表的博文,代码也看着很舒服,于是乎记录下来,留给自己~,循序渐进,慢慢

延伸到真正的内核链表~(敢问路在何方?路在脚下~

 

1. 简介

链表是Linux 内核中最简单,最普通的数据结构。链表是一种存放和操作可变数量元素(常称为节点)

的数据结构,链表和静态数组的不同之处在于,它所包含的元素都是动态创建并插入链表的,在编译

时不必知道具体需要创建多少个元素,另外也因为链表中每个元素的创建时间各不相同,所以它们在

内存中无须占用连续内存区。正是因为元素不连续的存放,所以各个元素需要通过某种方式被链接在

一起,于是每个元素都包含一个指向下一个元素的指针,当有元素加入链表或从链表中删除元素时,

简单调整一下节点的指针就可以了。

 

根据它的特性,链表可分为:单链表,双链表,单向循环链表和双向循环链表,今天总结记录的就是

最简单的单链表,

 

1.1 节点类型描述

            1 typedef struct node_t {
2     data_t data;            /* 节点数据域 */3struct node_t *next;    /* 节点的后继指针域 */4 }linknode_t, *linklist_t;

另一种写法

            1
            struct
             node_t {

            2
                data_t data;

            3
            struct node_t *next;
4}
5 typedef struct node_t linknode_t;
6 typedef struct node_t* linklist_t;

细看说明:

* linknode_t A;
* linklist_t p = &A;
*
* 结构变量A为所描述的节点,而指针变量p为指向此类型节点的指针(p值为节点的地址)
* 这样看来 linknode_t 和 linklist_t 的作用是一样的,那么为什么我们要定义两个数据类
* 型(同一种)呢?  答曰:主要为了代码的可读性,我们要求标识符要望文识义,便于理解
*
* linknode_t *pnode  指向一个节点
* linklist_t list  指向一个整体

 

1.2 头节点 head (~黄河之水天上来~)

在顺序存储线性表,如何表达一个空表{ },是通过list->last = -1来表现的,所谓的空表就是

数据域为NULL,而链表有数据域和指针域,我们如何表现空链表呢?这时,就引入了头结点

的概念,头结点和其他节点数据类型一样,只是数据域为NULL,head->next = NULL,下面

我们看一个创建空链表的函数,如何利用头结点来创建一个空链表,只要头节点在,链表就还在~

             1
            //
             创建一个空链表
             2
            linklist_t 

             3
            CreateEmptyLinklist()

             4
            {

             5
                linklist_t list;

             6     list = (linklist_t)malloc(sizeof(linknode_t));
 7 8if(NULL != list) {
 9         list->next = NULL;
10    }
1112return list;
13 }

 

2. 链表基本运算的相关"算法"操作 or 操刀(~烹羊宰牛且为乐,会须一饮三百杯~)

 链表的运算除了上面的创建空链表,还有数据的插入,删除,查找等函数,链表的运算有各种实现方

法,如何写出一个高效的,封装性较好的函数是我们要考虑的,比如数据插入函数,我们就要尽可能

考虑所有能出现的结果,比如:1)如果需插入数据的链表是个空表;2)所插入的位置超过了链表的

长度;如果我们的函数能包含所有能出现的情况,不仅能大大提高我们的开发效率,也会减少代码的

错误率。下面看一个可用性较强的链表插入操作的函数实现~

            int
             
InsertLinklist(linklist_t list, 
            int
             at, data_t x)
{
    linknode_t *node_prev, *node_at, *node_new;
    int pos_at;
    int found = 0;

    if (NULL == list) return -1;

    /* at must >= 0  */if (at < 0) return -1;
    
    /*第一步、新节点分配空间*/
    node_new = (linklist_t)malloc(sizeof(linknode_t));
    if (NULL == node_new) {
        return -1;
    }
    node_new->data = x; /* assigned value *//*
     *节点如果插入超过链表长度的位置,会接到尾节点后面,
     *这样,node_new成了尾节点,node_new->next = NULL 
    */
    node_new->next = NULL; 

    /*第二步、定位*/
    node_prev = list; //跟随指针,帮助我们更好的定位
    node_at = list->next; //遍历指针
    pos_at = 0;
    while(NULL != node_at) {
        if(pos_at == at){
            found = 1; //找到正确的位置,跳出循环break;            
        }
        /* move to the next pos_at */
        node_prev = node_at;        //跟随指针先跳到遍历指针的位置
        node_at = node_at->next;    //遍历指针跳到下一个节点的位置
        pos_at++;
    }

    /*第三步、插入*/if(found) {
        /* found = 1,找到正确的位置,插入  */
        node_new->next = node_at;   //插入的节点next指向node_at
        node_prev->next = node_new; //插入节点的前一个节点    } 
    else {
        /*若是没找到正确的位置,即所插入位置超越了链表的长度,
         *则接到尾节点的后面,同样,这样适用于{ }即空链表,这样
         *我们可以建立一个空链表,利用这个函数,实现链表的初始化
         */
        node_prev->next = node_new;
    }
    
    return0;
}

 

3. 正文开始 Demo(~与君歌一曲,请君为我倾耳听~)

listlink.h

             1
            #ifndef _LIST_LINK_H_

             2
            #define _LIST_LINK_H_
 3 4 typedef int data_t;
 5 6 typedef struct node_t {
 7     data_t data;            /* 节点数据域 */ 8struct node_t *next;    /* 节点的后继指针域 */ 9 }linknode_t, *linklist_t;
10111213/* 链表操作函数*/
1415// 创建一个空链表16linklist_t CreateEmptyLinklist();
1718// 销毁链表19void DestroyLinklist(linklist_t list);
2021// 清空链表22void ClearLinklist(linklist_t list);
2324// 是否为空链表25int IsEmptyLinklist(linklist_t list);
2627// 链表长度28int LengthLinklist(linklist_t list);
2930// 获去链表节点数据31int GetLinklist(linklist_t list, int at, data_t *x);
3233// 设置链表节点数据34int SetLinklist(linklist_t list, int at, data_t x);
3536// 插入节点37int InsertLinklist(linklist_t list, int at, data_t x);
3839// 删除节点40int DeleteLinklist(linklist_t list, int at);
4142// 链表转置43linklist_t ReverseLinklist(linklist_t list);
4445// 打印链表46int Display(linklist_t list);
474849#endif /* _LIST_LINK_H_*/

listlink.c

              1 #include <stdio.h>
  2 #include <stdlib.h>
  3 #include "listlink.h"  4  5// 创建一个空链表  6linklist_t 
  7CreateEmptyLinklist()
  8{
  9    linklist_t list;
 10     list = (linklist_t)malloc(sizeof(linknode_t));
 11 12if(NULL != list) {
 13         list->next = NULL;
 14    }
 15 16return list;
 17}
 18 19// 销毁链表 20void 21DestroyLinklist(linklist_t list)
 22{
 23if(NULL != list) {
 24        ClearLinklist(list);
 25free(list);
 26    }   
 27}
 28 29// 清空链表 30void 31ClearLinklist(linklist_t list)
 32{
 33     linknode_t *node; /* pointer to the node to be remove */ 34if(NULL == list) return;
 35 36while(NULL != list->next) {
 37         node = list->next;
 38         list->next = node->next; //此时node->next是第二node节点元素依次往后 39free(node);
 40    }
 41return;
 42}
 43 44// 是否为空链表 45int 46IsEmptyLinklist(linklist_t list)
 47{
 48if(NULL != list) {
 49if(NULL == list->next)  // 只有头节点 50return1; // 返回1,是个空链表 51else 52return0; // 返回0,链表非空 53 54     } else 55return -1;    //  返回-1, 错误的类型 56}
 57 58// 链表长度 59int 60LengthLinklist(linklist_t list)
 61{
 62int len = 0;
 63     linknode_t *node; // 遍历指针 64 65if(NULL == list) return -1;
 66 67     node = list->next; // node指针指向第一个节点 68while(NULL != node) {
 69         len++;
 70         node = node->next;
 71    }
 72 73return len;
 74}
 75 76// 获去一个链表指定节点数据域的数据值 77int 78 GetLinklist(linklist_t list, int at, data_t *x)
 79{
 80     linknode_t *node;   // 遍历节点的指针 81int pos;            // 用于遍历比较 82 83if(NULL == list) return -1;
 84/*at 必须要 >= 0*/ 85if(at < 0) return -1;
 86 87/* 从第一个元素开始 */ 88     node = list->next; // node指针指向一个元素 89     pos = 0;
 90while(NULL != node) {
 91if(at == pos) {
 92if(NULL != x) 
 93                 *x = node->data;
 94return0;
 95        }
 96// 下一个元素 97         node = node->next;
 98         pos++;
 99    }
100return -1;
101}
102103// 设置一个指定链表节点的数据域值104int105 SetLinklist(linklist_t list, int at, data_t x)
106{
107     linknode_t *node; // 遍历链表108int pos;
109int found = 0;
110111if(!list) return -1;
112/*at 必须 >= 0*/113if(at < 0) return -1;
114115/* node指针指向第一个元素 */116     node = list->next;
117     pos = 0;
118while(NULL != node) {
119if(at == pos) {
120             found = 1; // 找到了位置121             node->data = x;
122break;
123        }
124/*往后移动元素*/125         node = node->next;
126         pos++;
127    }
128if(1 == found)
129return0;
130else131return -1;
132}
133134// 插入节点135int136 InsertLinklist(linklist_t list, int at, data_t x)
137{
138/*139     * node_at and pos_at are used to locate the position of node_at.
140     * node_prev follows the node_at and always points to previous node 
141     *    of node_at.
142     * node_new is used to point to the new node to be inserted.
143*/144     linknode_t      *node_prev, *node_at, *node_new;
145int             pos_at;
146int             found = 0;
147148if(NULL == list) return -1;
149150/* at 必须 >= 0 */151if(at < 0) return -1;
152153     node_new = malloc(sizeof(linknode_t));
154if(NULL == node_new)
155return -1;
156     node_new->data = x; // assigned value157     node_new->next = NULL;
158159     node_prev = list; // head160     node_at = list->next; //node_at指针指向第一元素161     pos_at = 0;
162while(NULL != node_at) {
163if(pos_at == at) {
164             found = 1; // found the node ‘at‘165break;
166        }
167/* move to the next pos_at */168         node_prev = node_at;
169         node_at = node_at->next;
170         pos_at++;    
171    }
172173if(found) {
174/* insert */175         node_new->next = node_at;
176         node_prev->next = node_new;
177     } else{
178/*179         * If not found,means the provided ‘at‘
180         * exceeds the upper limit of the list, just
181         * append the new node to the end of the list
182*/183         node_prev->next = node_new;   
184    }
185186return0;
187}
188189// 删除节点190int191 DeleteLinklist(linklist_t list, int at)
192{
193/*194    * node_at and pos_at are used to locate the position of node_at.
195    * node_prev follows the node_at and always points to previous node 
196    *    of node_at.
197*/198     linknode_t      *node_prev, *node_at;
199int             pos_at;
200int             found = 0;
201202if(!list) return -1;
203if(at < 0) return -1;
204205     node_prev = list; // node_prev指针指向链表头206     node_at = list->next; // node_at指针指向第一元素207     pos_at = 0;
208209while(NULL != node_at) {
210if(pos_at == at) {
211// found the node ‘at‘212             found = 1;
213break;
214        }
215// move to the next pos_at216         node_prev = node_at;
217         node_at = node_at->next;
218         pos_at++;    
219    }
220if(found) {
221// remove 222         node_prev->next = node_at->next;
223free(node_at); 
224return0;
225     }else226return -1;   
227}
228229// 链表转置230linklist_t 
231ReverseLinklist(linklist_t list)
232{
233     linknode_t *node;       // iterator234     linknode_t *node_prev;  // previous node of iterator235     linknode_t *node_next;  /* next node of iterator
236                             * used to backup next of iterator
237*/238if(NULL == list) return NULL;
239     node_prev = NULL;
240     node = list->next; // node指针指向第一个元素241while(NULL != node) {
242/*243         * step1: backup node->next
244         * due to the next of iterator will be
245         * modified in step2
246*/247         node_next = node->next;
248/*249         * when iterator reaches the last node 
250         * of original list, make the list head
251         * point to the last node, so the original
252         * last one becomes the first one.
253*/254if(NULL == node_next)
255             list->next = node;
256/*257         * step2: reverse the linkage between nodes
258         * make the node pointer to the previous node,
259         * not the next node
260*/261         node->next = node_prev;
262/*263         * step3: move forward 
264*/265         node_prev = node;
266         node = node_next;
267    }
268269return list;
270}
271272// 打印链表273int274Display(linklist_t list)
275{
276     linknode_t *node;
277278if(NULL == list) return -1;
279280     node = list->next;
281while(node != NULL) {
282         printf(" %d ", node->data);
283         node = node->next;
284    } 
285     printf("n");
286287return0;
288}
289290291int main(int argc, char *argv[])
292{
293int i;
294    data_t x;
295    linklist_t p;
296297/*创建链表*/298     p = CreateEmptyLinklist();
299    Display(p);
300     data_t a[10] = {1,3,5,7,9,11,13,15,17,19};
301302for(i = 0; i < 10; i++) {
303/*插入链表*/304        InsertLinklist(p, i, a[i]);
305    }
306    Display(p);
307308/*链表转置*/309    ReverseLinklist(p);
310/*链表长度*/311     printf("The length of the list is [%d]n", LengthLinklist(p));
312    Display(p);
313314/*获取特定节点值*/315     GetLinklist(p, 4, &x);
316     printf("The No.4 of this list is [%d]n", x);
317318/*设置特定节点的值*/319     SetLinklist(p, 4, 100);
320     GetLinklist(p, 4, &x);
321     printf("After updating! The No.4 of this list is [%d]n", x);
322    Display(p);
323324/*删除节点*/325     DeleteLinklist(p,5);
326     printf("After delete!The length of list is [%d]n", LengthLinklist(p));
327    Display(p);
328329/*清空链表*/330    ClearLinklist(p);
331if(IsEmptyLinklist(p)) 
332         printf("This list is empty!n");
333/*销毁链表*/334    DestroyLinklist(p);
335     printf("This list is destroyed!n");
336337338return0;
339340 }

 

4 . 鸣谢(你动了谁的奶酪? ^_^)

感谢下面博主的共享,本文的基石,谢谢!!

感谢:https://blog.csdn.net/zqixiao_09/article/details/50402523

 

5. 后记(-- 癫狂风骚过后的落寞

  君不见,高堂明镜悲白发,朝如青丝暮成雪。

   。。。。。。

  五花马,千金裘,呼儿将出换美酒,与尔同消万古愁。     

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单向链表<-(~将进酒,杯莫停~)' ref='nofollow'>Linux C 数据结构 ->单向链表<-(~将进酒,杯莫停~)

原文:https://www.cnblogs.com/zhaoosheLBJ/p/9277744.html


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