我怎样才能理解链表？

Question

我试图了解它们是如何工作的，但我遇到了很多困难。 是否有人愿意直观地解释它们，或者提供他们认为适合刚开始使用该主题的人的资源？

所以让我说我有这个：

struct node
{
   int nodeNum;
   nodes *next;
}

要创建“head”节点，我将执行以下操作： node *head = new node; 所以我的链表现在看起来像 。 分配后：

head->nodeNum = 10;
head->next = NULL;

我们有 。 现在，如果我想编写一个插入节点的函数，我可以写：

void insert(node *previousNode, int num)
{
    previousNode = new node;
    previousNode->nodeNum = num;
    previousNode->next = NULL;
}

所以，如果我这样做，比如insert(head, 20); 我的新列表看起来像 ？

如果一切正确，我如何使用此信息从列表中搜索和/或删除节点？ 遍历节点并不是非常直观，如head = head->next; ， 例如。 这是如何运作的？

您可以提供任何建议，使这个主题更容易理解将是伟大的。 感谢大家的帮助！

Answer 1

您的插入功能无法正常工作; 它只是创建一个新节点而不将其添加到列表中，并在函数返回时丢失它（给出内存泄漏）：

head -> 10 -> NULL     becomes    head -> 10 -> NULL
                                  (lost)  20 -> NULL

相反，它应该将列表的旧尾部链接到新节点，并在旧节点之后插入新节点：

void insert(node * prev, int num) {
    node * new_node = new node;
    new_node->nodeNum = num;
    new_node->next = prev->next;  // add the old tail after the new node
    prev->next = new_node;        // add the new node after the old node
}

insert(head, 20); // insert 20 after the head
// head -> 10 -> NULL   becomes    head -> 20 -> 10 -> NULL

如何使用此信息从列表中搜索和/或删除节点？

要进行迭代，您需要维护自己的指针，指向您正在查看的元素; 这head开始，然后跟随next指针，直到它到达结尾（即next为null）：

for (node * n = head; n; n = n->next) {
    if (n->nodeNum == 20) {
        std::cout << "Found node 20!\n";
        break;
    }
}

要从单链表中删除节点，需要一个指向其前面节点的指针，以便更新其next指针：

void remove_next(node * prev) {
    if (prev->next) {
        node * next = prev->next->next;  // Get the tail after the removed node
        delete prev->next;
        prev->next = next;               // Add the tail after the remaining node
    }
}

remove_next(head);
// head -> 20 -> 10 -> NULL    becomes    head -> 10 -> NULL

Answer 2

你的问题在这里：

void insert(node *previousNode, int num)
{
previousNode = new node;
previousNode->nodeNum = num;
previousNode->next = NULL;
}

insert(head, 20);

这是代码的作用： previousNode = new node; 创建一个指向节点的指针，并指定指向previousNode的指针。 PreviousNode以复制头开始，它现在指向一些新东西。 您现在可以为新节点分配值。 换句话说，插入的这种实现不会插入。

你想做的更像是：

void better_insert(node *previousNode, int num)
{
    node *post_node = new node;    #create a brand new pointer to a brand new node
    post_node->nodeNum = num;      #give it a number
    post_node->next = previousNode->next; #we want previousNode to be behind new node
    previousNode->next = post_node;     
}

它的作用是：在创建一个新节点并用新指针指向它之后，我们给它一个数字。 接下来要弄清楚指针指向的位置......

让我们假装我们在链表中挥动一些节点。 所有小写​​字母都是指针，好吗？

a->next = b

现在说我们希望节点x在a之后，并且数字为10 ...我们称之为`better_insert（a，10）

post_node指向一个新节点（我们的节点x），并被赋予10. cool ...

我们想要：

a->next = x
x->next = b

我们有：

a->next = b
x->next = null

函数的最后两行只是改变了东西，直到它适合账单

所以更详细......

我们有：

a->next = b
x->next = null

所以我们打电话：

post_node->next = previousNode->next; #we want previousNode to be behind new node

现在我们有：a-> next = b x-> next = b

现在我们打电话：

previousNode->next = post_node;

我们最终得到：

a->next = x
x->next = b

或者在其他'词'中：

a->next = x
a->next->next = b

Answer 3

您需要在代码中使用更多变量。 insert操作修改两个节点。 需要将先前节点更改为指向新节点，并且需要创建新节点并使其指向前一节点之后的节点（可能是也可能不是NULL）。

void insert(node *previousNode, int num)
{
    node *newnode = new node;
    newnode->nodeNum = num;
    newnode->next = previousNode->next;
    previousNode->next = newnode;
}

要遍历列表，您可以跟踪“当前节点”，您可以从一个节点更改为下一个节点：

while (currentNode != 0) {
    do_something_with(currentNode);
    currentNode = currentNode->next;
}

当然，如果do_something_with删除了节点，那么之后就无法从它向前迈进。 此外，要从单链接列表中删除节点，您需要一个指向该节点之前的节点的指针。 因此，在这种情况下，您的循环可能会跟踪两个节点，当前和之前，而不是一个。

Answer 4

您正在使用的术语让您感到困惑。 希望这个比喻不会让你更加困惑。 从本质上讲，想象链接列表就像这个可怕的门道一样，一旦你进入一个门口，它就会在你身后关闭，你只能看到那个房间里的东西或者去另一个房间。 从这个走廊的外面，你只知道入口的位置，而不是里面的东西。

所以，从链表结构的外部，你只知道入口，一些指针ll_node *head; 。 head内部是一些数据和指向链表中下一个节点的指针。 遍历该链表非常简单，从入口到走廊， head ，一次进入一个走廊，直到找到您正在寻找的节点。

ll_node *current_location = head;
while (current_location != NULL)
{
   // if we are at the node that you were hoping to reach, exit.
   if (current_location->nodeNum == target_data_im_looking_for)
   {
      break;
   }
   // this isn't the node you're looking for, go to the next one.
   current_location = current_location->next;
}

类似地，插入节点应该遍历到链表的末尾（直到current_location->next == NULL ）并将最后一个元素的下一个指针替换为您创建的新ll_node的内存位置。 我不会为你实现这个，所以你有机会学习，但这里有足够的东西到达你想成为的地方。

Answer 5

通常，链表的节点不包含其编号。 它通常由一个Data和一个指向下一个节点的指针组成。 你也应该让你的代码免于拼写错误。

typedef Data int;

struct node
{
   Data data; // some Data
   node *next;   // pointer to the next node
}

通常，您也不希望在指定的节点之后使用新节点，而是需要列表。 void insert(node *previousNode, int num)签名建议您在某个指定的前一个节点之后需要新节点。

从技术上讲，您可以通过三种方式将新节点添加到列表中。 到列表的开头或结尾或中间的某个地方。 添加到开头是最快和最简单的。

void insert(Data num)
{
    node* tmp = new node;  //make a new node
    tmp->data = num;       //fill in data
    tmp->next = head;      //set the next element of new one to be the current head
    head = tmp;            //set new element as the head
}

这样，您就可以在列表前放置一个新元素。 您总是从头到尾遍历单向链表。

void print_all()
{
   node* current = head;      // start at head
   while(current != NULL){    // while element exists
     cout << current->data << ' ';   //print its data
     current = current->next; //move to the next one
   }
}

当你有带数据框的图片和node* next箭头时，很容易理解。

这是初学者。 您需要修改insert函数以处理列表最初为空的特殊情况。 即head == NULL 。

另外，我强烈建议您尝试以面向对象的方式实现它。 写class List使用struct node class List 。

class List {
  private:
    node* head;
  public:
    List();
    void insert(data);
    void print_all();
}

尝试实现这些功能。 根据我的经验，当你以这种方式做事时，它有助于组织你对数据结构和容器的思考，而这更像是c ++这样做的事情。

Answer 6

在上面提到的列表中，您只有很少的信息，即nodeNum。 你应该保留更多的离子信息。 例如，在具有值nodeNum = 10的节点上，您应该从该节点获取一些其他信息。因此，当用户调用时

node* search(node *head,int num){
      node *temp = head;//copy node reference into temp variable
      while (temp != NULL){
            if (temp->nodeNum == num){
               return temp;
            }
            temp = temp->next;
      }

} 

您可以使用节点获取该节点中的数据

 res = search(head,10);

删除

bool delete(node *head,int num){
      node *temp = head;//copy node reference into template
      node *prev = NULL;
      bool isDelete = false;
      while (temp != NULL){
            if (temp->nodeNum == num){
               break;
            }else
               prev = temp;
               temp = temp->next;
            }
      }
      if (temp != NULL){
          prev-> next = temp->next;//maintain list
          delete temp;
          isDelete = true;
      }
      return  isDelete;
}