《大话数据结构》--学习笔记9 ***重点***

3.9 单链表的整表创建

单链表和顺序存储结构的区别：

1.单链表不像顺序存储结构这么集中，它可以很散，是一种动态结构；

2.对每个链表来说，它所占用空间的大小和位置是不需要预先分配划定的，可以根据系统的情况和实际的需求即时生成。

所建立单链表的过程就是一个动态生成链表的过程。即从“空表”的初始化状态起，依次建立各元素结点，并逐个插入链表。

单链表整表创建的算法思路：

1.声明一个结点p和计数器变量i;

2.初始化一空链表L;

3.让L的头结点的指针指向NULL,即建立一个带头结点的单链表；

4.循环：

& 生成一新结点赋值给p;

& 随机生成一数字赋值给p的数据域p->data;

& 将p插入到头结点与前一新结点之间；

实现单链表整表创建代码算法如下：

/*随机产生n个元素的值，建立带表头结点的单链线性表L(头插法)*/

void CreateListHead  (LinkList  *L, int n )

{

LinkList  p;

int  i;

strand (time(0));   /*初始化随机数种子*/

*L =  ( LinkList )  malloc (sizeof(Node));

(*L)->next =NULL;       /*先建立一个带头结点的单链表*/

for (i=0; i<n; i++)

{

p = (LinkList )  malloc (sizeof(Node));   /*生成新结点*/

p->data = rand () %100 +1;    /*随机生成100以内的数字*/

p->next = (*L)->next;   /*即NULL结尾*/

(*L)->next =p;    /*插入到表头*/

}

}

这段算法代码里，我们其实用的是插队的办法，就是始终让新结点在第一的位置。我们可以把这种算法简称为头插法。如图：



可事实上，我们还是可以不这样干，为什么不把新结点都放最后呢？这才是排队的正常思维，所谓先来后到。

我们把每次新结点都插在终端结点的后面，这种算法称之为尾插法。

实现尾插法代码算法如下：

/*随机产生n个元素的值，建立带表头结点的单链线性表L(尾插法)*/

void CreateListTail (LinkList  *L, int n )

{

LinkList  p,r;

int  i;

strand (time(0));   /*初始化随机数种子*/

*L =  ( LinkList )  malloc (sizeof(Node));   /*为整个线性表*/

r =* L;       /*r为指向尾部的结点*/

for (i=0; i<n; i++)

{

p = (Node*)  malloc (sizeof(Node));   /*生成新结点*/

p->data = rand () %100 +1;    /*随机生成100以内的数字*/

r->next = p;   /*将尾端结点指针指向新结点*/

r =p;    /*将当前的新结点定义为尾端结点*/

}
r->next = NULL;   /*表示当前链表结束*/
}

注意L与r的关系，L是指整个单链表，而r是指向尾结点的变量，r会随着循环的不断变化结点，而L则是随着循环增长为一个多结点的链表。

这里需要解析一下，r->next=p 是将刚才的表尾端结点r的指针指向新结点p; (难点：) r =p就不是很好理解了，是什么意思？看图：



它的意思是，就是本来r是在ai-1元素的结点，可现在它已经不是最后的结点了。（其实r就是一个尾节点的标志，当r没有在尾时，必须把它移到尾）

循环结束，那么应该让这个链表指针域置空，因此有了“r->next=NULL”以便以后遍历时可以确认其尾部。

个人思考附加：

附加一：

头插法和尾插法的区别：

头插法：头指针装NULL,每次从后面添加元素，NULL尾都要往后挪一个地方；

尾插法：头指针没有装NULL,每次从后面添加元素，添加完后，再在尾指针装NULL；

附加二：

srand函数是随机数发生器的初始化函数。

　　原型：void srand(unsigned seed);

　　用法：它需要提供一个种子，这个种子会对应一个随机数，如果使用相同的种子后面的rand()函数会出现一样的随机数。如： srand(1); 直接使用1来初始化种子。不过为了防止随机数每次重复常常使用系统时间来初始化，即使用 time函数来获得系统时间，它的返回值为从 00:00:00 GMT, January 1, 1970 到现在所持续的秒数，然后将time_t型数据转化为(unsigned)型再传给srand函数，即： srand((unsigned) time(&t)); 还有一个经常用法，不需要定义time_t型t变量,即：
srand((unsigned) time(NULL)); 直接传入一个空指针，因为你的程序中往往并不需要经过参数获得的t数据。

函数一：int rand(void)；

从srand (seed)中指定的seed开始，返回一个[seed, RAND_MAX（0x7fff）)间的随机整数。

函数二：void srand(unsigned seed)；

参数seed是rand()的种子，用来初始化rand()的起始值。

可以认为rand()在每次被调用的时候，它会查看：

1） 如果用户在此之前调用过srand(seed)，给seed指定了一个值，那么它会自动调用

srand(seed)一次来初始化它的起始值。

2） 如果用户在此之前没有调用过srand(seed)，它会自动调用srand(1)一次。

根据上面的第一点我们可以得出：

1） 如果希望rand（）在每次程序运行时产生的值都不一样，必须给srand(seed)中的seed一个变值，这个变值必须在每次程序运行时都不一样（比如到目前为止流逝的时间）。

2） 否则，如果给seed指定的是一个定值，那么每次程序运行时rand（）产生的值都会一样，虽然这个值会是[seed, RAND_MAX（0x7fff）)之间的一个随机取得的值。

3） 如果在调用rand()之前没有调用过srand(seed)，效果将和调用了srand(1)再调用rand()一样（1也是一个定值）。

rand () %100 即随机生成100以内的数；

3.10 单链表的整表删除

当我们不打算使用这个单链表时，我们需要把它销毁，其实也就是在内存中将它释放掉，以便留出空间给其他程序员或软件使用。

单链表的整表删除的算法思路如下：

1.声明一结点p和q;

2.将第一个结点赋值给p;

3.循环：

& 将下一结点赋值给q;

& 释放p;

& 将q赋值给p;

实现单链表的整表删除代码算法如下：

/*初始化条件：顺序线性表L已存在，操作结果：将L重置为空表*/

Status  ClearList  (LinkList   *L)

{

ListList  p ,q;

p = (*L)->next;            /*p指向第一个结点*/

while  (p)         /*没到表尾*/

{

q = p->next;    /*一个个释放*/

free (p);

p = q ;

}

(*L)->next =NULL;         /*头结点指针域为空*/

return   OK;

}

这段代码里，常见的错误就是由同学会觉得q变量没有存在的必要。在循环体内直接写free(p);p=p->next ；即可，可这样带来什么问题？

要知道p是一个结点，它除了有数据域，还有指针域。你在做free(p)时，其实时在对它整体结点进行删除和内存释放工作。

怎么说呢？你看懂《大话数据结构》--学习笔记9 ***重点*** 尾插法中的那句：“r=p” 了吗？如果看懂了 ，这个也应该没问题的。因为他们类似的，都起到一个指针传递的作用。