【数据结构】单链表

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前言

我们学习顺序表的时候会发现，**顺序表增容是需要申请空间拷贝数据，释放旧空间，会有不小的消耗，而且增容即使是按倍数增长，也会有一定的空间消耗，**所以，是否有一种方法可以解决的顺序表的不足呢？今天，我们就学习线性表之一的链表，链表相比较于顺序表，就不会有上述问题。

一. 初识链表

概念：链表是一种物理存储结构 上非连续，非顺序的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接次序实现的。
链表里的是有多个独立的节点组成，就像火车的车厢一样，每个节点都是单独的空间，同时又保存着下一个节点的地址，我们需要通过指针变量来保存下一个节点位置才能从当前位置找到下一个节点。

每个节点主要由两部分组成：当前节点要保存的数据和保存下一节点的地址。如图：

图中plist保存的第一个节点的地址：

节点结构体定义 ：

struct SListNode
{
    int data;//节点数据
    struct SListNode*next;//指针变量用于保存下一个节点地址
};

2.单链表的实现

链表的基本功能是在链表头部和尾部分别实现插入和删除，在指定位置的增加删除，以及实现链表中元素的查找，最后销毁链表。
单链表的实现我们创建为三个文件：

一个头文件SLTlist.h用于定义链表的结构，链表要实现的接口。

一个源文件SLTlist.c用于具体实现链表里定义的接口。

一个源文件SLTtest.c用于测试链表。

SLTlist.h:

#pragma once
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
#include<stdlib.h>
typedef int SLTDataType;
typedef struct SListNode
{
	SLTDataType data;
	struct SListNode* next;
}SLTNode;
void SLTPrint(SLTNode** phead);//打印
void SLTPushBack(SLTNode** pphead, SLTDataType x);//尾插
void SLTPushFront(SLTNode** pphead, SLTDataType x);//头插
void SLTPopBack(SLTNode** pphead);//尾删
void SLTPopFront(SLTNode** pphead);//头删
SLTNode* SLTFind(SLTNode**pphead, SLTDataType x);//查找
void SLTInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDataType x);//在指定位置之前插入
void SLTInsertBack(SLTNode* pos, SLTDataType x);//在指定位置后插入
void SLTErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos);//删除pos节点
void SLTEraseAfter(SLTNode* pos);//删除pos之后节点
void SListDestory(SLTNode** pphead);//销毁节点

详解：

SLTlist.c:

#include"SLTlist.h"
void SLTPrint(SLTNode**phead)//打印
{
	SLTNode* pcur =*phead;
	while (pcur)
	{
		printf("%d->", pcur->data);
		pcur = pcur->next;
	}
	printf("NULL\n");
}
SLTNode* SLTBuyNode(SLTDataType x)
{
	SLTNode* newnode = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));
	newnode->data = x;
	newnode->next = NULL;
	return newnode;
}
void SLTPushBack(SLTNode** pphead, SLTDataType x)//尾插
{
	assert(pphead);
	SLTNode* newnode = SLTBuyNode(x);
	if (*pphead == NULL)
	{
		*pphead = newnode;
		return;
	}
	SLTNode* ptail = *pphead;
	while (ptail->next)
	{
		ptail = ptail->next;
	}
	ptail->next = newnode;

}
void SLTPushFront(SLTNode** pphead, SLTDataType x)//头插
{
	assert(pphead);
	SLTNode* newnode = SLTBuyNode(x);
	newnode->next = *pphead;
	*pphead = newnode;
}
void SLTPopBack(SLTNode** pphead)//尾删
{
	assert(pphead);
	assert(*pphead);
	if ((*pphead)->next == NULL)
	{
		free(*pphead);
		*pphead = NULL;
		return;
	}
	SLTNode* ptail = *pphead;
	SLTNode* prev = NULL;
	while (ptail->next)
	{
		prev = ptail;
		ptail = ptail->next;
	}
	prev->next = NULL;
	free(ptail);
	ptail = NULL;
}
void SLTPopFront(SLTNode** pphead)//头删
{
	assert(pphead);
	assert(*pphead);
	SLTNode* next = (*pphead)->next;
	free(*pphead);
	*pphead = next;
}
SLTNode* SLTFind(SLTNode**pphead, SLTDataType x)//查找
{
	assert(pphead);
	SLTNode* pcur = *pphead;
	while (pcur)
	{
		if (pcur->data == x)
		{
			return pcur;
		}
		pcur = pcur->next;
	}
	return NULL;
}
void SLTInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDataType x)//在指定位置之前插入
{
	assert(pphead);
	assert(pos);
	assert(*pphead);
	SLTNode* newnode = SLTBuyNode(x);
	if (pos == *pphead)
	{
		SLTPushFront(pphead, x);
		return;
	}
	SLTNode* prev = *pphead;
	while (prev->next != pos)
	{
		prev = prev->next;
	}
	prev->next = newnode;
	newnode->next = pos;
}
void SLTInsertBack(SLTNode* pos, SLTDataType x)//在指定位置后插入
{
	assert(pos);
	SLTNode* newnode = SLTBuyNode(x);
	newnode->next = pos->next;
	pos->next = newnode;
}
 void SLTErase(SLTNode **pphead, SLTNode * pos)//删除pos节点
{
	 assert(pphead);
	 assert(*pphead);
	 assert(pos);
	 if (*pphead == pos)
	 {
		 SLTPopFront(pphead);
		 return;
	 }
	 SLTNode* prev = *pphead;
	 while (prev->next!=pos)
	 {
		 prev = prev->next;
	 }
	 prev->next=pos->next;
	 free(pos);
	 pos = NULL;
}
 void SLTEraseAfter(SLTNode* pos)//删除pos之后节点
{	 
	 assert(pos);
	 assert(pos->next);
	 SLTNode* del = pos->next;
	 pos->next = pos->next->next;
	 free(del);
	 del = NULL;
}
 void SListDestory(SLTNode** pphead)//销毁节点
 {
	 assert(pphead);
	 assert(*pphead);
	 SLTNode* pcur = *pphead;
	 while (pcur)
	 {
		 SLTNode* next = pcur->next;
		 free(pcur);
		 pcur = next;
	 }
	 *pphead = NULL;
}

详解：

SLTPrint函数用于打印：

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SLTBuyNode函数创建新节点，因为我们后续插入数据都要用到新节点，所以我们单独用函数封装，便于后续调用使用

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SLTPushBack函数作用为尾插，在尾部插入新节点

用图表示为：

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SLTPushFront函数作用为头插，即在头部插入新节点

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SLTPopBack函数作用是尾删：

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SLTPopFront函数作用是头删：

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SLTFind函数作用是查找：

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SLTInsert函数是在指定位置插入函数：

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SLTInsertAfter函数用于在指定位置后插入数据：

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SLTErase函数用于删除指定位置的节点：

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SLTEraseAfter函数用于删除指定位置后的节点：

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SListDesory函数用于销毁链表：

SLTtest.c:

谢谢大家阅读，如果有不足之处，欢迎大家在评论区指出。如果对你有帮助的话，希望三连支持一下😁