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单链表的实现
什么是单链表呢？单链表可以理解为一辆火车，是由一节一节车厢连接起来的，车厢间是有顺序的并且是有紧密联系的，而单链表就是一种这样的线性表结构，让数据存储在这样一个个有顺序的节点之中的。
0、准备工作
先创建三个文件：
SList.h：结构体定义，方法的声明
SList.c：方法的实现
test.c：方法的测试
首先在SList.h需要包含以下头文件：
c
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
#include<stdlib.h>接着在SList.h中定义单链表单个节点的结构体：
c
//单个节点的结构体
//为类型重新命名
typedef int SLDataType;
typedef struct SListNode
{
SLDataType data;//数据
struct SListNode* next;//指向下一个节点的指针
}SLTNode;接下来再在其中进行方法的声明：
c
//单链表的打印
void SLTPrint(SLTNode* phead);
//尾插
void SLTPushBack(SLTNode** pphead, SLDataType x);
//头插
void SLTPushFront(SLTNode** pphead, SLDataType x);
//尾删
void SLTPopBack(SLTNode** pphead);
//头删
void SLTPopFront(SLTNode** pphead);
//查找指定数据的位置
SLTNode* SLTFind(SLTNode* phead, SLDataType x);
//在指定位置之前插入数据
void SLTInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLDataType x);
//在指定位置之后插入数据
void SLTInsertAfter(SLTNode* pos, SLDataType x);
//删除指定位置的数据
void SLTErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos);
//删除指定位置之后的数据
void SLTEraseAfter(SLTNode* pos);
//销毁单链表
void SListDestroy(SLTNode** pphead);接下来再在SList.c文件中进行方法的实现，在实现之前我们首先得包含.h文件：#include"SList.h"。
先在我们就可以开始进行方法的实现了。
1、链表的打印
思路：创建指针变量pcur遍历整个单链表，同时打印对应的数据。
c
void SLTPrint(SLTNode* phead)
{
//创建指针来遍历
SLTNode* pcur = phead;
while (pcur)
{
//打印指针对应的数据
printf("%d->", pcur->data);
pcur = pcur->next;
}
printf("NULL\n");
}2、尾插
在进行尾插或头插之前我们都要先创建一个新节点，即：
c
SLTNode* BuyNode(SLDataType x)
{
//动态开辟一块地址存放新节点
SLTNode* newnode = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));
//开辟失败
if (newnode == NULL)
{
perror("malloc fail!");
exit(1);
}
//赋值
newnode->data = x;
newnode->next = NULL;
//返回新节点地址
return newnode;
}接着再进行尾插，尾插的时候我们可以通过画图来清晰我们的思路：
先创建一个新节点newnode，如果单链表为空，那么新节点直接成为头节点，否则进行尾插：初始化ptail指向头节点，在通过while循环找到ptail，最后ptail连接newnode。
尾插代码：
c
void SLTPushBack(SLTNode** pphead, SLDataType x)
{
//判空
assert(pphead);
//创建新节点
SLTNode* newnode = SLTBuyNode(x);
//如果单链表为空，那么新节点成为头结点
if (*pphead == NULL)
{
*pphead = newnode;
}
//不为空就尾插
else
{
//初始化尾节点指向头结点
SLTNode* ptail = *pphead;
//while循环找到尾结点
while (ptail->next)
{
ptail = ptail->next;
}
//找到尾结点了，连接新节点
ptail->next = newnode;
}
}再上述的代码中，我为什么需要对pphead进行判空呢？原因其实是因为pphead是一个二级指针，在接下来我需要实现*pphead找到头结点，如果pphead为空，那么我就是在对空指针解引用，所以一定要确保pphead不为空指针。
接着在test.c进行尾插测试：
c
int main()
{
//链表的初始化
SLTNode* plist = NULL;
//尾插
SLTPushBack(&plist, 1);
SLTPushBack(&plist, 2);
SLTPushBack(&plist, 3);
SLTPushBack(&plist, 4);
SLTPrint(plist);
return 0;
}测试结果：
说明尾插成功！
3、头插
画图展现思路：
头插代码：
c
void SLTPushFront(SLTNode** pphead, SLDataType x)
{
//判空
assert(pphead);
//创建新节点
SLTNode* newnode = SLTBuyNode(x);
//新节点连接头结点
newnode->next = *pphead;
//新节点成为新的头结点
*pphead = newnode;
}再上述代码中我们没有对单链表为空的情况进行处理是因为：当单链表为空时，*pphead==NULL，因此newnode->next实际上就是指向空指针，符合插入逻辑，而 *pphead=newnode刚好实现了头插并成为头结点。
接着再在test.c中进行头插测试：
c
int main()
{
//链表的初始化
SLTNode* plist = NULL;
//头插
SLTPushFront(&plist, 1);
SLTPushFront(&plist, 2);
SLTPushFront(&plist, 3);
SLTPushFront(&plist, 4);
SLTPrint(plist);
return 0;
}测试结果：
说明头插成功！
4、尾删
画图展现思路：
尾删代码：
c
void SLTPopBack(SLTNode** pphead)
{
assert(pphead && *pphead);
//只有一个节点
if ((*pphead)->next == NULL)
{
//释放节点
free(*pphead);
//指向空指针
*pphead = NULL;
}
//多个节点就进行尾删
else
{
//创建prev指针和ptail先初始化为头结点
SLTNode* prev = *pphead;
SLTNode* ptail = *pphead;
//while循环根据ptail找到尾结点以及前一个节点
while (ptail->next != NULL)
{
//prev是ptail移动前的位置
prev = ptail;
ptail = ptail->next;
}
//释放尾节点
free(ptail);
//prev成为新的尾节点
prev->next = NULL;
}
}在上面我们讲述了为什么要对pphead进行判空，而在这里我们为什么要对 *pphead进行判空呢？原因是因为如果 *pphead为空说明单链表为空，那么此时进行尾删就没有任何意义了。
接着再在test.c中进行尾删测试：
c
int main()
{
//链表的初始化
SLTNode* plist = NULL;
//尾插
SLTPushBack(&plist, 1);
SLTPushBack(&plist, 2);
SLTPushBack(&plist, 3);
SLTPushBack(&plist, 4);
//尾删
SLTPopBack(&plist);
SLTPrint(plist);
return 0;
}测试结果：
说明尾删成功！
5、头删
画图演示：
c
void SLTPopFront(SLTNode** pphead)
{
//判空
assert(pphead && *pphead);
//记录头结点下一个节点
SLTNode* next = (*pphead)->next;
//释放头结点
free(*pphead);
//下一个节点成为新的头结点
*pphead = next;
}注意：这里我们对( *pphead)->next是对 *pphead加了括号的，那是因为->（成员访问操作符）的优先级是高于 *（解引用操作符）的，因此需要加括号（）。
接下来对头插进行测试：
c
int main()
{
//链表的初始化
SLTNode* plist = NULL;
//尾插
SLTPushBack(&plist, 1);
SLTPushBack(&plist, 2);
SLTPushBack(&plist, 3);
SLTPushBack(&plist, 4);
//尾删
SLTPopFront(&plist);
SLTPrint(plist);
return 0;
}运行结果：
结果显示头删成功！
6、查找指定数据的位置
画图演示：
c
SLTNode* SLTFind(SLTNode** pphead, SLDataType x)
{
//判空
assert(pphead);
//创建指针指向第一个头结点
SLTNode* pcur = *pphead;
//遍历单链表
while (pcur)
{
//查看数据是否相同
if (pcur->data == x)
{
return pcur;
}
pcur = pcur->next;
}
//没有找到返回NULL
return NULL;
}再在test.c进行测试：
c
int main()
{
//链表的初始化
SLTNode* plist = NULL;
//尾插
SLTPushBack(&plist, 1);
SLTPushBack(&plist, 2);
SLTPushBack(&plist, 3);
SLTPushBack(&plist, 4);
//查找指定数据的位置
SLTNode* find=SLTFind(&plist, 2);
if (find!=NULL)
{
printf("找到了!\n");
}
else
{
printf("没有找到!\n");
}
return 0;
}运行结果：
结果显示查找指定数据成功！
7、在指定位置之前插入数据
画图演示：
指定位置前插入代码：
c
void SLTInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLDataType x)
{
assert(pphead && *pphead);
assert(pos);
//创建新节点
SLTNode* newnode = SLTBuyNode(x);
//如果单链表只有一个节点 就相当于头插
if (*pphead == pos)
{
SLTPushFront(pphead, x);
}
else
{
//找到pos前一个节点
//先创建指针指向头结点
SLTNode* prev = *pphead;
//遍历单链表
while (prev->next != pos)
{
prev = prev->next;
}
//连接newnode和pos
newnode->next = pos;
//连接prev和newnode
prev->next = newnode;
}
}在上述代码中我同样对 *pphead和pos进行了是否为空的检查，为什么呢？如果 *pphead为空，那么说明链表为空，那么pos节点也同样不存在，就会出现问题。但是如果链表不为空，但是pos节点为空，说明查找的位置不在链表内，也会出现问题，因此需要对他们进行判空检查。
再进行测试：
c
int main()
{
//链表的初始化
SLTNode* plist = NULL;
//尾插
SLTPushBack(&plist, 1);
SLTPushBack(&plist, 2);
SLTPushBack(&plist, 3);
SLTPushBack(&plist, 4);
//查找指定数据
SLTNode* find=SLTFind(&plist, 2);
//在指定位置之前插入数据
SLTInsert(&plist, find, 10);
SLTPrint(plist);
return 0;
}运行结果：
可以看到插入成功！
8、在指定位置之后插入数据
画图演示：
c
void SLTInsertAfter(SLTNode* pos, SLDataType x)
{
assert(pos);
SLTNode* newnode = SLTBuyNode(x);
newnode->next = pos->next;
pos->next = newnode;
}在指定位置之后进行插入的时候，是不需要知道头结点地址的，只需要pos即可，因此不用传参pphead。
再进行测试：
c
int main()
{
//链表的初始化
SLTNode* plist = NULL;
//尾插
SLTPushBack(&plist, 1);
SLTPushBack(&plist, 2);
SLTPushBack(&plist, 3);
SLTPushBack(&plist, 4);
//查找指定数据的位置
SLTNode* find=SLTFind(&plist, 2);
//在指定位置之后插入数据
SLTInsertAfter(find, 10);
SLTPrint(plist);
return 0;
}运行结果：
观察结果可以发现插入成功！
9、删除指定位置的数据
c
void SLTEarse(SLTNode** pphead, SLTNode* pos)
{
assert(pphead && *pphead);
assert(pos);
//如果pos指向头结点
if (pos == *pphead)
{
SLTPopFront(pphead);
}
else
{
SLTNode* prev = *pphead;
while (prev->next != pos)
{
prev = prev->next;
}
prev->next = pos->next;
free(pos);
pos == NULL;
}
}再进行测试：
c
int main()
{
//链表的初始化
SLTNode* plist = NULL;
//尾插
SLTPushBack(&plist, 1);
SLTPushBack(&plist, 2);
SLTPushBack(&plist, 3);
SLTPushBack(&plist, 4);
//查找指定数据的位置
SLTNode* find=SLTFind(&plist, 2);
//删除指定位置的数据
SLTErase(&plist, find);
SLTPrint(plist);
return 0;
}运行结果：
结果观察到删除成功！
10、删除指定位置之后的数据
c
void SLTEraseAfter(SLTNode* pos)
{
assert(pos && pos->next);
SLTNode* del = pos->next;
pos->next = del->next;
free(del);
del = NULL;
}在这里我们不需要考虑pos节点指向头结点的情况，因为这里的代码不需要使用到头结点，同时我们注意到这里对pos->next也进行了判空检查，那是因为我们将del定义为了pos->next,并且在后续使用del->next,如果del为空那么就会出现问题。
进行测试：
c
int main()
{
//链表的初始化
SLTNode* plist = NULL;
//尾插
SLTPushBack(&plist, 1);
SLTPushBack(&plist, 2);
SLTPushBack(&plist, 3);
SLTPushBack(&plist, 4);
//查找指定数据的位置
SLTNode* find=SLTFind(&plist, 2);
//删除指定位置之后的数据
SLTEraseAfter(find);
SLTPrint(plist);
return 0;
}运行结果：
删除成功！
11、单链表的销毁
c
void SListDestroy(SLTNode** pphead)
{
assert(pphead && *pphead);
SLTNode* pcur = *pphead;
while (pcur)
{
SLTNode* next = pcur->next;
free(pcur);
pcur = next;
}
*pphead = NULL;
}再进行测试：
c
int main()
{
//链表的初始化
SLTNode* plist = NULL;
//尾插
SLTPushBack(&plist, 1);
SLTPushBack(&plist, 2);
SLTPushBack(&plist, 3);
SLTPushBack(&plist, 4);
//查找指定数据的位置
SLTNode* find=SLTFind(&plist, 2);
//单链表的销毁
SListDestroy(&plist);
SLTPrint(plist);
return 0;
}运行结果：
销毁成功！