C语言（16）——初识单链表

1.链表的概念及结构

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。

结构图：

补充说明：

1、链式机构在逻辑上是连续的，在物理结构上不⼀定连续

2、节点⼀般是从堆上申请的

3、从堆上申请来的空间，是按照⼀定策略分配出来的，每次申请的空间可能连续，可能不连续

2.单链表的实现

SList.h

cpp 复制代码

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>

typedef int SLTDataType;
typedef struct SListNode
{
	SLTDataType data;
	struct SListNode* next;
}SLTNode;

//打印
void SLTPrint(SLTNode* phead);
//尾插
void SLTPushBack(SLTNode** pphead, SLTDataType x);
//头插
void SLTPushFront(SLTNode** phead, SLTDataType x);
//尾删
void SLTPopBack(SLTNode** pphead);
//头删
void SLTPopFront(SLTNode** Node);

//查找
SLTNode* SLTFind(SLTNode* phead, SLTDataType x);

//在指定位置之前插入数据
void SLTInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDataType x);
//在指定位置之后插入数据
void SLTInsertAfter(SLTNode* pos, SLTDataType x);

//删除pos节点
void SLTErase(SLTNode** phead, SLTNode* pos);
//删除pos之后的节点
void SLTEraseAfter(SLTNode* pos);

//销毁链表
void SListDesTroy(SLTNode** pphead);

SList.c

cpp 复制代码

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include "SList.h"
void SLTPrint(SLTNode* phead)
{
	SLTNode* pcur = phead;
	while (pcur)
	{
		printf("%d->", pcur->data);
		pcur = pcur->next;
	}
	printf("NULL\n");
}
//创建空间
SLTNode* SLTBuyNode(SLTDataType x)
{
	SLTNode* newnode = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		perror("malloc fail");
		exit(1);
	}
	newnode->data = x;
	newnode->next = NULL;
	return newnode;
}
//尾插
void SLTPushBack(SLTNode** pphead, SLTDataType x)
{
	assert(pphead);
	SLTNode* newnode = SLTBuyNode(x);
	if (*pphead == NULL)
	{
		*pphead = newnode;
	}
	else
	{
		SLTNode* ptail = *pphead;
		while (ptail->next)
		{
			ptail = ptail->next;
		}
		ptail->next = newnode;
	}
}
//头插
void SLTPushFront(SLTNode** pphead, SLTDataType x)
{
	assert(pphead);
	SLTNode* newnode = SLTBuyNode(x);
	newnode->next = *pphead;
	*pphead = newnode;
}
//尾删
void SLTPopBack(SLTNode** pphead)
{
	assert(pphead && *pphead);
	if ((*pphead)->next == NULL)
	{
		free(*pphead);
		*pphead = NULL;
	}
	else {
		SLTNode* prev = *pphead;
		SLTNode* ptail = *pphead;
		while (ptail->next)
		{
			prev = ptail;
			ptail = ptail->next;
		}
		free(ptail);
		ptail = NULL;
		prev->next = NULL;
	}
}
//头删
void SLTPopFront(SLTNode** pphead)
{
	assert(pphead && *pphead);
	SLTNode* next = (*pphead)->next;//->的优先级大于*
	free(*pphead);
	*pphead = next;
}
//查找
SLTNode* SLTFind(SLTNode* phead, SLTDataType x)
{
	SLTNode* pcur = phead;
	while (pcur)//等价于pcur != NULL
	{
		if (pcur->data == x)
		{
			return pcur;
		}
		pcur = pcur->next;
	}
	//pcur == NULL
	return NULL;
}
//在指定位置之前插入数据
void SLTInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDataType x)
{
	assert(pphead && *pphead);
	assert(pos);
	SLTNode* newnode = SLTBuyNode(x);
	//若pos == *pphead;说明是头插
	if (pos == *pphead)
	{
		SLTPushFront(pphead, x);
	}
	else {
		SLTNode* prev = *pphead;
		while (prev->next != pos)
		{
			prev = prev->next;
		}
		//prev -> newnode -> pos
		newnode->next = pos;
		prev->next = newnode;
	}
}
//在指定位置之后插入数据
void SLTInsertAfter(SLTNode* pos, SLTDataType x)
{
	assert(pos);

	SLTNode* newnode = SLTBuyNode(x);
	//pos -> newnode -> pos->next
	newnode->next = pos->next;
	pos->next = newnode;
}
//删除pos节点
void SLTErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos)
{
	assert(pphead && *pphead);
	assert(pos);
	//pos是头结点/pos不是头结点
	if (pos == *pphead)
	{
		//头删
		SLTPopFront(pphead);
	}
	else {
		SLTNode* prev = *pphead;
		while (prev->next != pos)
		{
			prev = prev->next;
		}
		//prev pos pos->next
		prev->next = pos->next;
		free(pos);
		pos = NULL;
	}
}
//删除pos之后的节点
void SLTEraseAfter(SLTNode* pos)
{
	assert(pos && pos->next);
	SLTNode* del = pos->next;
	//pos del del->next
	pos->next = del->next;
	free(del);
	del = NULL;
}
//销毁链表
void SListDesTroy(SLTNode** pphead)
{
	assert(pphead && *pphead);

	SLTNode* pcur = *pphead;
	while (pcur)
	{
		SLTNode* next = pcur->next;
		free(pcur);
		pcur = next;
	}
	//pcur
	*pphead = NULL;
}

test.c

cpp 复制代码

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"SList.h"
void SListTest02()
{
	SLTNode* plist = NULL;
	SLTPushBack(&plist, 1);
	SLTPushBack(&plist, 2);
	SLTPushBack(&plist, 3);
	SLTPushBack(&plist, 4);
	//SLTPrint(plist); // 1->2->3->4->NULL

	//SListDesTroy(&plist);
	//SLTPrint(plist);

	//测试查找
	SLTNode* find = SLTFind(plist, 1);
	SLTInsert(&plist, find, 11);
	SLTInsertAfter(find, 11);
	/*删除pos节点*/
	/*SLTErase(&plist, find);
	SLTEraseAfter(find);*/
	SLTPrint(plist);
	if (find == NULL)
	{
		printf("没有找到！\n");
	}
	else {
		printf("找到了！\n");
	}


	//SLTPushBack(NULL, 5);
	//
	//测试头插
	//SLTPushFront(&plist, 6);
	//SLTPrint(plist);
	//SLTPushFront(&plist, 7);
	//SLTPrint(plist);
	//SLTPushFront(&plist, 8);
	//SLTPrint(plist);

	//测试头删
	//SLTPopFront(&plist);
	//SLTPrint(plist);// 2->3->4->NULL
	//SLTPopFront(&plist);
	//SLTPrint(plist);
	//SLTPopFront(&plist);
	//SLTPrint(plist);
	//SLTPopFront(&plist);
	//SLTPrint(plist);
	//SLTPopFront(&plist);
	//SLTPrint(plist);

}

int main()
{
	//SListTest01();
	SListTest02();
	return 0;
}

3.链表的分类

链表的结构⾮常多样，以下情况组合起来就有8种（2x2x2）链表结构：

链表说明：

虽然有这么多的链表的结构，但是我们实际中最常⽤还是两种结构：单链表和双向带头循环链表 1.⽆头单向⾮循环链表：结构简单 ，⼀般不会单独⽤来存数据。实际中更多是作为其他数据结构的⼦结构 ，如哈希桶、图的邻接表等等。另外这种结构在笔试⾯试中出现很多。

2.带头双向循环链表：结构最复杂，⼀般⽤在单独存储数据。实际中使⽤的链表数据结构，都是带头双向循环链表。另外这个结构虽然结构复杂，但是使⽤代码实现以后会发现结构会带来很多优势，实现反⽽简单了，后⾯我们代码实现了就知道了。