連結串列插入
Harshit Jindal
2023年1月30日
2021年3月21日
在本文中,我們將學習如何在連結串列中插入節點。我們可以看到出現了 4 種不同的情況。
- 我們要在連結列表的開頭之前插入一個節點。此操作類似於堆疊中的推入操作。
- 我們要在連結列表的末尾(即尾節點旁邊)插入一個節點。
- 我們想在連結列表的第 i 個位置插入一個節點。
- 我們有該節點的引用,之後我們要插入新節點。
連結串列插入演算法
令 head
為指向連結串列第一個節點的指標,令 x
為要插入連結串列中的資料。
在連結列表 push()
的開頭插入節點
-
用資料
x
建立一個新節點temp
。 -
將
temp->next
設定為head
,以在head
之前插入temp
。 -
將
temp
設定為連結列表的開頭。
在連結列表 append()
的末尾插入節點
-
用資料
x
建立一個新節點temp
。 -
初始化指向
head
的tail
。 -
如果連結列表為空,則將
temp
設定為連結列表的head
,然後返回。 -
否則,迭代連結列表的末尾,使
tail->next
!=NULL
,以便你到達最後一個元素 -
將
tail->next
設定為temp
。
在連結列表 insertNpos()
的 i-th
位置處插入節點
-
如果位置
pos
<=0
,則返回;否則返回 0。 -
如果
pos
==0
並且head
為空,則建立一個資料為x
的新節點並將其設定為head
。 -
如果
pos
==1
,則呼叫push()
。 -
另外,用資料
x
建立一個新節點temp
。 -
初始化指向
head
的curr
。 -
當
pos--
時,執行以下操作。-
如果
pos
==1
,- 如果
curr
不是NULL
- 將
temp->next
設定為curr->next
,以便在curr
之後插入temp
。 - 將
curr->next
設定為temp
,以將curr
連線到temp
。
- 將
- 返回;
- 如果
-
否則將
curr
設定為curr->next
。
-
在給定節點的引用旁邊插入節點 - insertAfter()
-
如果
prev
==NULL
,則返回; -
用資料
x
建立一個新節點curr
。 -
將
curr->next
指向prev->next
以在 prev 之後新增新節點。 -
將
prev->next
指向curr
以完成插入。
連結串列插入圖
假設我們有一個節點 temp
,其資料值等於 5
,我們想將其插入連結串列中。讓我們考慮所有 4
種情況,並說明上述演算法是如何工作的。
在連結列表的開頭插入節點 - push()
-
將
temp
的指標設定為head
。 -
將
head
指向temp
。
在連結列表 append()
的末尾插入節點
-
將
curr
指向head
,資料為2
。 -
將
curr
設定為curr->next
,並將其移動到資料為3
的節點。 -
將
curr
設定為curr->next
,並將其移動到資料為4
的節點。 -
退出 while 迴圈並將
curr->next
設定為temp
。
在連結列表的 i-th
位置處插入節點 - insertNpos()
我們將節點插入到位置 3
。
-
將
curr
指向head
,資料為1
,pos
=pos-1
=2
。 -
將
curr
設定為curr->next
,並將其移動到資料為3
,pos
=pos -1
=1
的節點。 -
將
temp->next
設定為curr->next
,以便在curr
之後插入 temp。 -
將
curr->next
設定為temp
,以在curr
和curr->next
之間完成temp
的插入。
在給定節點 insertAfter()
的引用旁邊插入節點
-
將
temp->next
設定為prev->next
,以在prev
和prev->next
之間插入temp
。 -
將
prev->next
設定為temp
以完成插入。
連結串列插入實現
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
class Node {
public:
int data;
Node* next;
Node(int x) {
this->data = x;
this->next = NULL;
}
};
void push(Node** head, int x)
{
Node* temp = new Node(x);
temp->next = (*head);
(*head) = temp;
}
void insertAfter(Node* prev, int x)
{
if (prev == NULL) {
return;
}
Node* curr = new Node(x);
curr->next = prev->next;
prev->next = curr;
}
void printList(Node* head)
{
Node*curr = head;
while (curr != NULL) {
cout << curr->data << " ";
curr = curr->next;
}
}
void insertNpos(Node**head, int x, int pos) {
if (pos <= 0) {
return;
}
if (!head && pos == 1) {
*head = new Node(x);
}
else if (pos == 1) {
push(head, x);
}
Node* temp = new Node(x);
Node*curr = *head;
while (pos--) {
if (pos == 1) {
if (curr) {
temp->next = curr->next;
curr->next = temp;
}
return;
}
curr = curr->next;
}
}
void append(Node** head, int x)
{
Node* temp = new Node(x);
Node *tail = *head;
if (*head == NULL)
{
*head = temp;
return;
}
while (tail->next != NULL)
tail = tail->next;
tail->next = temp;
return;
}
int main()
{
Node* head = new Node(1);
head -> next = new Node(2);
printList(head); cout << "\n";
push(&head, 3);
push(&head, 4);
printList(head); cout << "\n";
append(&head, 5);
printList(head); cout << "\n";
insertAfter(head->next->next, 6);
printList(head); cout << "\n";
insertNpos(&head, 24, 2);
printList(head);
return 0;
}
連結串列插入演算法的複雜度
時間複雜度
- 平均情況
要將節點插入連結串列中的第 i 個
位置,我們必須訪問 i
個節點。因此,時間複雜度約為 O(i)
。而且我們在連結串列中有 n
個節點,因此平均情況下的時間複雜度為 O(n/2)
或 O(n)
。時間複雜度約為 O(n)
。
- 最佳情況
最好的情況是,當我們想在連結串列的開頭插入一個節點,或者在插入站點之前有對該節點的引用時。最佳情況下的時間複雜度是 O(1)
。
- 最壞情況
最差的時間複雜度是 O(n)
。這與平均情況下的時間複雜度相同。
空間複雜度
該插入演算法的空間複雜度為 O(1)
,因為除 curr
指標外不需要其他空間。
Author: Harshit Jindal
Harshit Jindal has done his Bachelors in Computer Science Engineering(2021) from DTU. He has always been a problem solver and now turned that into his profession. Currently working at M365 Cloud Security team(Torus) on Cloud Security Services and Datacenter Buildout Automation.
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