objective-c算法详解(一、链表)

链表的介绍：

链表可以说是一种最为基础的数据结构。在维护集合数据的时候拥有很大的帮助，尤其是在增，删上拥有很大的效率今天总结一下曾经学习的链表。
在ios的开发中，掌握一些常用的算法可以帮助我们更加有效率的开发。
链表的总类：

• 单链表
• 双向链表
• 循环链表

今天先来讲述下单链表：元素之间由一个单独的指针链接。这种结构的链表允许从第一个元素开始遍历到最后一个元素。

各元素之间通过一个指针连接起来而组成。每个元素包含两个部分：数据成员和一个被称为next的指针。通过这好种结构，将每个元素的next指针设置为指向其后面的元素。最后一个元素的Next设置为NULL，简单的表示链表的尾端。链表开始处的元素是”head“，链表的末尾的元素称为”tail“。

图一

根据上面说的，其实我们可以把链表看作一系列连续的元素，要知道这些元素是动态分配在内存中的。其实元素与元素之间的连接是为了保证我们能够访问到每个元素。如果其中有一个链接被丢失，那么从这个链接开始往后的所有链接都将被丢失。

我曾经在一本书上看过一句话：“你的弱点又多弱，你的强度就有多强”，这句话来形容链表非常的恰当。

进入今天的主题：

单链表接口的定义：

初始化链表:

-(void)listInit :(List*) list;

该函数必须在其他操作之前调用。，使用listInit初始化一个链表，方便我们执行其他操作。初始化非常简单，只需要将size设置为0，head与tail设置为null，就完成了初始化操作。

在指定的element后添加:

-(int)listInsNext:(List*) list over:(ListElemt *) element over:(ListElemt *)newElement;

简单的说，插入操作就是对链表进行新的连接，例如有两个节点A和C，要在A节点后加入B节点。首先先让B的next指针指向C。然后C，然后A的next指针指向B。这样就完成了简单的操作。但是但是当插入到head位置的话，新元素前面就没有节点了，这样怎么办？很简单，只需要将新元素next指针指向当前链表的头部就可以了。当传入的element为空，直接插入到头部就可以了。

图一：

移除指定element后的元素:

-(int)listRemNext:(List*) list over:(ListElemt *) element;

移除element身后的元素，而不是element本身，至于为什么，我们后在以后进行说明。需要考虑两点，移除头节点，以及其他节点。
操作其实很简单。例如有A，B，C三个节点，我们只需要申请一个D，让D指向A的下一个元素，然后A的next指向A的next的next。这样连接中我们就将B直接去掉，剩下A，C。之后ARC会帮我们自动回收掉B

图二：

输出链表

-(void)outPut:(List*) list;

采用一个循环，初始化一个指针pre，让这个指针指向list的head。每次循环后进行判断，并且重新规划：pre ＝ pre－>next

以下为一些宏定义，方便我们快速访问和监测List和ListElemt：

#define list_size(list)((list)->size)

#define list_head(list)((list)->head)
#define list_tail(list)((list)->tail)
#define list_is_head(list,element)((element)==(list)->head ? 1:0)
#define list_is_tail(element)((element)->next = NULL ? 1：0)
#define list_data(element)((element)->data)
#define list_next(element)((element)->data)

ListElemt.h代码：

//
//  ListElemt.h
//  ok
//
//  Created by MrLoong on 15/8/8.
//  Copyright (c) 2015年 MrLoong. All rights reserved.
//

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface ListElemt : NSObject{
    @public id data;
    @public ListElemt *next;
}
@end

list.h代码如下：

//  List.h
//  Created by MrLoong on 15/8/8.
//  Copyright (c) 2015年 MrLoong. All rights reserved.
//

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "ListElemt.h"

@interface List : NSObject{
   @public ListElemt *head;
   @public ListElemt *tail;
   @public int size;
}
//初始化链表
-(void)listInit :(List*) list;
//在指定的element后添加newElement
-(int)listInsNext:(List*) list over:(ListElemt *) element over:(ListElemt *)newElement;
//移除指定element后的元素
-(int)listRemNext:(List*) list over:(ListElemt *) element;
//输出链表
-(void)outPut:(List*) list;


#define list_size(list)((list)->size)

#define list_head(list)((list)->head)
#define list_tail(list)((list)->tail)
#define list_is_head(list,element)((element)==(list)->head ? 1:0)
#define list_is_tail(element)((element)->next = NULL ? 1：0)
#define list_data(element)((element)->data)
#define list_next(element)((element)->data)

@end

list.m代码如下

//
//  List.m
//  ok
//
//  Created by MrLoong on 15/8/8.
//  Copyright (c) 2015年 MrLoong. All rights reserved.
//

#import "List.h"

@implementation List
//初始化链表
-(void) listInit:(List *)list{
    list->size = 0;
    list->head = NULL;
    list->tail = NULL;
    return;
}

//在元素element后插入newElement 

-(int)listInsNext:(List *)list over:(ListElemt *)element over:(ListElemt *)newElement{


    if(newElement==NULL){
        return -1;
    }

    if(element==NULL){
        if(list_size(list)==0){
            list->tail = newElement;
        }
        newElement->next = list->head;
        list->head = newElement;

    }
    else{
        if(element==NULL){
            list->tail = newElement;
        }
        newElement->next = element->next;
        element->next = newElement;
    }

    list->size++;

    return 0;
}

//移除指定element后的元素
-(int)listRemNext:(List *)list over:(ListElemt *)element{

    ListElemt *oldEmement;

    if(list_size(list)==0){
        return -1;
    }
    if (element==NULL) {
        oldEmement = list->head;
        list->head = list->head->next;

        if(list_size(list)==0){
            list->tail = NULL;
        }
    }
    else{
        if(element->next==NULL){
            return -1;
        }
        oldEmement = element->next;
        element->next = element->next->next;

        if(element->next == NULL){
            list->tail = element;
        }
    }
   // free((__bridge void *)(oldEmement));
    return 0;
}

//输出链表
-(void)outPut:(List *)list{
    ListElemt *pre = list->head;
    while (pre!=nil) {
        NSLog(@"%@",pre->data);
        pre = pre->next;


    }
}



@end

main.m代码：

//
//  main.m
//  ok
//
//  Created by MrLoong on 15/8/8.
//  Copyright (c) 2015年 MrLoong. All rights reserved.
//

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "List.h"
#import "ListElemt.h"

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        //创建元素
        List *list = [[List alloc] init];
        [list listInit:list];

        ListElemt *element1 = [[ListElemt alloc]init];
        element1->data = [NSNumber numberWithInt:1];

        ListElemt *element2 = [[ListElemt alloc]init];
        element2->data = [NSNumber numberWithInt:2];

        ListElemt *element3 = [[ListElemt alloc]init];
        element3->data = [NSNumber numberWithInt:3];


        ListElemt *element4 = [[ListElemt alloc]init];
        element4->data = [NSNumber numberWithInt:4];


        ListElemt *element5 = [[ListElemt alloc]init];
        element5->data = [NSNumber numberWithInt:5];

        ListElemt *element6 = [[ListElemt alloc]init];
        element6->data = [NSNumber numberWithInt:6];
        //创建元素
        [list listInsNext:list over:list->head over:element1];
        [list listInsNext:list over:element1 over:element2];
        [list listInsNext:list over:element2 over:element3];
        [list listInsNext:list over:element3 over:element4];
        [list listInsNext:list over:element4 over:element5];
        [list listInsNext:list over:element5 over:element6];


        [list outPut:list];
        //删除element2后的元素element3
        [list listRemNext:list over:element2];

        printf("===========================================\n");
        printf("插入完成\n");
        printf("===========================================\n");


        [list outPut:list];
        printf("===========================================\n");
        printf("删除完成\n");
        printf("===========================================\n");
    }
    return 0;
}