1、链表的介绍
（1）定义
链表是一种链式存储的线性表
链表是一种基本的数据结构，它由一系列节点组成，每个节点包含一个值和指向下一个节点的指针
节点如下图所示：
与数组不同，链表中的节点不一定是连续的存储空间，因此可以有效地利用内存空间
（2）特点：可以动态添加和删除节点，而不需要预先知道数据的数量，不擅长随机访问（要遍历）
（3）优缺点
优点：不要求大片连续空间，改变容量方便；可以动态的添加和删除节点
缺点：不方便可随机存取，要耗费一定空间存放指针
2、链表的分类
链表可以分为三种类型：
单向链表：节点由2部分组成（数据域存储当前元素，指针域用来指向下一个节点），每个节点只有一个指针指向下一个节点，最后一个节点的指针指向NULL
双向链表：节点由3部分组成（数据域存储当前元素，2个指针域：一个用来指向上一个节点地址，一个用来指向下一个节点地址），每个节点有两个指针，分别指向上一个节点和下一个节点，可以在O(1)时间内实现向前和向后遍历
循环链表：在单向或双向链表的基础上，将最后一个节点的指针指向头节点，形成一个环
链表的种类其实有很多种，按照单双向、带头(没有元素值，只有指针)不带头、循环不循环，一共可以分为8种类型，但最常见就是单向链表和双向链表
3、链表的操作
插入操作：可以在链表头或尾插入节点，也可以在指定位置插入节点（头插、尾插、中间插）
删除操作：可以删除指定节点或按照值删除节点（头删、尾删、中间删）
查找操作：可以查找指定节点或按照值查找节点
遍历操作：可以遍历整个链表，输出每个节点的值或执行其他操作
4、 单向链表（单向、不带头、不循环）
4.1 01单向链表.h
#pragma once
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <Windows.h>
#include <stdlib.h>
#include <memory.h>
#include <assert.h>
//定义单向、不带头、不循环链表的元素节点结构体类型
typedef int eleT;
typedef struct Link_Node {
eleT val; //数据域：存储节点元素值
struct Link_Node* next; //指针域，指向下一个节点
}LKNode;
void print_menu();
LKNode* init_List(eleT value);
void print_List(LKNode* LinkNode);
void head_Insert(LKNode** LinkNode, eleT value);
void tail_insert(LKNode* LinkNode, eleT value);
void head_delete(LKNode** LinkNode);
void tail_delete(LKNode** LinkNode);
LKNode* find_item(LKNode* LinkNode, eleT value);
void middle_delete(LKNode* LinkNode, eleT value);
void mid_insert(LKNode* temp, eleT newvalue);
void destroy(LKNode** LinkNode);
void fn3();
4.2 main.c
#include "01单向链表.h"
int main() {
fn3();
return 0;
}
4.3 01单向链表.c
#include "01单向链表.h"
//逻辑结构：线性结构
//存储结构（物理结构）：链式存储（存储顺序和逻辑顺序不在乎是否一致）
//头节点变传地址，不变传值
void fn3() {
int order = 0;
print_menu();
LKNode* LinkNode = NULL; //存放头节点指针
eleT value = 0;
eleT newvalue = 0;
LKNode* temp = NULL;
while (1) {
printf("请输入操作指令：");
scanf("%d", &order);
switch (order) {
case 1: //链表初始化，初始化一个头节点（包含元素）
printf("请输入头节点元素值：");
scanf(" %d", &value);
LinkNode = init_List(value);
break;
case 2: //打印链表，遍历
print_List(LinkNode);
break;
case 3: //链表头插
printf("请输入要插入的元素：");
scanf(" %d", &value);
head_Insert(&LinkNode, value);
break;
case 4: //链表尾插
printf("请输入要尾插的元素：");
scanf(" %d", &value);
tail_insert(LinkNode, value);
break;
case 5: //链表头删
head_delete(&LinkNode);
break;
case 6: //链表尾删
tail_delete(&LinkNode);
break;
case 7: //链表的查找
//思路：找到了，返回当前元素节点的指针；找不到，返回NULL
printf("请输入要查找的元素：");
scanf(" %d", &value);
temp = find_item(LinkNode, value);
if (temp == NULL) {
printf("没有此元素！\n");
}else {
printf("找到了，该元素值为：%d\n", temp->val);
}
break;
case 8: //链表的中间删，至少要3个元素
printf("请输入要删除的元素：");
scanf(" %d", &value);
middle_delete(LinkNode, value);
break;
case 9: //链表的中间插
//要求：至少有1个元素
printf("请输入要插入的元素：");
scanf(" %d", &newvalue);
printf("请输入要在哪个元素的后边插入：");
scanf(" %d", &value);
temp = find_item(LinkNode, value);
if (temp == NULL) {
printf("没有此元素，无法插入！\n");
}else{
mid_insert(temp, newvalue);
}
break;
case 10: //链表销毁
destroy(&LinkNode);
break;
case 11: //退出
return;
default:
printf("输入错误，请重新输入！\n");
}
}
}
//打印菜单
void print_menu(){
system("cls"); //屏幕清空
printf("操作指令说明：\n");
printf("1：链表初始化\n2：打印链表\n");
printf("3：链表头插\n4：链表尾插\n");
printf("5：链表头删\n6：链表尾删\n");
printf("7：链表的查找\n8：链表的中间删\n");
printf("9：链表的中间插\n10：链表销毁\n");
printf("11：退出\n");
printf("************************\n");
}
//链表初始化，初始化一个头节点（包含元素）
LKNode* init_List(eleT value) {
//申请节点内存
LKNode* newNode = (LKNode*)malloc(sizeof(LKNode));
判断内存是否申请成功
//if (!newNode) {
// printf("内存申请失败！\n");
// return;
//}
//补充两个调试代码常用的方法
//exit(参数) //用于终止程序执行，输出一些参数，一般用0表示正常退出，非0异常退出
//assert(条件) //条件为真，程序正常执行；条件为假，程序报错，退出（需要导入<assert.h>）
//简化 判断内存是否申请成功
assert(newNode);
newNode->val = value;
newNode->next = NULL;
printf("初始化成功！\n");
return newNode;
}
//打印链表，遍历
void print_List(LKNode* LinkNode) {
assert(LinkNode);
遍历
//LKNode* temp = LinkNode;
//while (temp->next != NULL) {
// printf("%d ", temp->val);
// temp = temp->next;
//}
//printf("%d ", temp->val);
//另一种遍历方法
LKNode* temp = LinkNode;
while (1) {
printf("%d ", temp->val);
if (temp->next == NULL) { //尾节点
break;
}
temp = temp->next; //temp是一个指针；temp->next也是一个指针，它存储在当前节点temp中，指向链表中的下一个节点，我将其理解为存储的是下一个节点的地址
}
printf("\n");
}
//链表头插
void head_Insert(LKNode** LinkNode, eleT value) {
assert(*LinkNode);
//(1)创建新节点
LKNode* newNode = (LKNode*)malloc(sizeof(LKNode));
assert(newNode);
//(2)给新节点成员赋值
newNode->val = value;
newNode->next = *LinkNode;
//(3)更新头节点
*LinkNode = newNode;
printf("头插成功！\n");
}
//链表尾插
void tail_insert(LKNode* LinkNode, eleT value) {
assert(LinkNode);
//(1)创建新节点
LKNode* newnode = (LKNode*)malloc(sizeof(LKNode));
assert(newnode);
//(2)给新节点成员赋值
newnode->val = value;
newnode->next = NULL;
//(3)将新节点放到链表的尾部
//首先找到链表的尾节点
LKNode* temp = LinkNode;
while (1) {
if (temp->next == NULL) { //尾节点
//是尾节点，将新节点插到尾节点的后边
temp->next = newnode;
break;
}
temp = temp->next; //temp是一个指针，temp->next也是一个指针，它存储在当前节点temp中，指向链表中的下一个节点
}
printf("尾插成功！\n");
}
//链表头删
void head_delete(LKNode** LinkNode) {
assert(*LinkNode);
//(1)保存当前头节点的后一个节点
LKNode* temp = (*LinkNode)->next;
//(2)释放原来头节点
free(*LinkNode);
//(3)更新头节点
*LinkNode = temp;
printf("头删成功！\n");
}
//链表尾删
void tail_delete(LKNode** LinkNode) {
assert(*LinkNode);
//需要考虑到只有一个节点的情况
if ((*LinkNode)->next == NULL) {
free(*LinkNode); //释放当前节点
*LinkNode = NULL;
}else {
//找到链表的倒数第二个元素节点
LKNode* temp = *LinkNode;
while (1) {
if (temp->next->next == NULL) { //temp->next：倒数第二个元素节点中的next；temp->next->next：尾节点中next
break;
}
temp = temp->next;
}
//释放尾节点
free(temp->next); //temp：倒数第二个元素节点
temp->next = NULL; //更新尾节点
printf("尾节点删除成功！\n");
}
}
//链表的查找
//思路：找到了，返回当前元素节点的指针；找不到，返回NULL
LKNode* find_item(LKNode* LinkNode, eleT value) {
assert(LinkNode);
LKNode* temp = LinkNode;
while (temp) {
if (temp->val == value) {
//找到了
return temp;
}
temp = temp->next;
}
return NULL;
}
//链表的中间删
void middle_delete(LKNode* LinkNode, eleT value) {
assert(LinkNode);
//查找到删除元素的前一个元素的地址
LKNode* temp = LinkNode;
while (temp) {
if (temp->next->val == value) { //temp：当前节点（删除元素的前一个元素）；temp->next：当前节点的下一个节点
//找到了，删除temp->next
LKNode* ptr = temp->next; //保存要删除的节点
temp->next = temp->next->next;
free(ptr); //释放要删除的节点
printf("删除成功！\n");
break;
}
temp = temp->next;
if (temp->next == NULL) {
printf("没有此元素，无法删除！\n");
break;
}
}
}
//链表的中间插
//要求：至少有1个元素
void mid_insert(LKNode* temp, eleT newvalue) {
//(1)创建新节点
LKNode* newnode = (LKNode*)malloc(sizeof(LKNode));
assert(newnode);
//(2)给新节点数据域赋值
newnode->val = newvalue;
//(3)将新节点插入
newnode->next = temp->next;
temp->next = newnode;
printf("插入成功！\n");
}
//链表销毁
void destroy(LKNode** LinkNode) {
//遍历出来一个一个删除，并更新头节点
assert(*LinkNode); //*LinkNode：头节点
while (*LinkNode) {
LKNode* temp = (*LinkNode)->next;
free(*LinkNode);
*LinkNode = temp;
}
*LinkNode = NULL;
printf("销毁成功！");
}