資料結構之單連結串列

單連結串列的讀取

在單連結串列中，由於第 i 個元素到底在哪？沒辦法一開始就知道，必須得從頭開始找。因此，對於單連結串列實現獲取第 i 個元素的資料的操作 GetElem，在演算法上，相對要麻煩一些。

思路：

• 宣告一個指標 p 指向連結串列第一個節點，初始化 j 從 1 開始；
• 當 j < i 時，就遍歷連結串列，讓 p 的指標向後移動，不斷指向下一節點，j 累加 1；
• 若到連結串列末尾 p 為空，則說明第 i 個節點不存在；
• 否則查詢成功，返回節點 p 的資料。

單連結串列的插入

假設儲存元素 e 的節點為 s，要實現節點 p、p->next 和 s 之間邏輯關係的變化，只需將節點 s 插入到節點 p、p->next 之間即可。

根本用不著驚動其他節點，只需要讓 s->next 和 p->next 的指標做一點改變即可。
讓 p 的後繼節點改成 s 的後繼節點再把節點 s 變成 p 的後繼節點。

s->next = p->next;
p->next = s;

單連結串列的刪除

設定儲存元素 a_i 的節點為 q，要實現將節點 q 刪除單連結串列的操作，其實就是將它的前繼節點的指標繞過，指向它的後繼節點即可。

q = p->next;
p->next = q->next;
# 把 p 的後繼節點改成 p 的後繼的後繼節點

單連結串列第 i 個資料刪除節點的演算法思路

1. 宣告一指標 p 指向連結串列頭結點，初始化 j 從 1 開始；
2. 當 j< i 時，就遍歷連結串列，讓 p 的指標向後移動，不斷指向下一個結點 j 累加 1；
3. 若到連結串列末尾 p 為孔，則說明第 i 個結點不存在；
4. 否則查詢成功，將欲刪除的結點 p->next 賦值給 q；
5. 單連結串列的刪除標準語句 p->next = q->next；
6. 將 q 結點中的資料賦值給 e，作為返回；
7. 釋放 q 結點；
8. 返回成功。

效率分析

單連結串列插入和刪除演算法，是由兩部分組成：

1. 遍歷查詢第 i 個節點
2. 插入和刪除節點。

時間複雜度都是 O(n)；

從第 i 個位置，插入 10 個節點：
順序儲存結構：每一次插入都需要移動 n-1 個節點，每次都是 O(n)。
單連結串列：需要在第一次時，找到第 i 個位置的指標，透過賦值移動指標，時間複雜度都是 O(1)。

對於插入或刪除資料越頻繁的操作，單連結串列的效率優勢就越是明顯。

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