数据结构-双向链表与多文件工程整合之makefile基础

Doraemomo2026-08-11 12:29
  • Makefile ：文件 记录：源代码之间依赖关系、编译命令、怎么链接、目标文件名。
  • make ：命令 / 工具程序 执行逻辑：读取当前目录 Makefile，自动分析哪些文件需要重新编译，执行里面的指令

3. Makefile 基础语法格式

makefile

复制代码 
目标: 依赖文件
	命令    # ⚠️ 前面必须是【Tab键】，不能空格！

makefile中有许多预定义变量，这些变量具有特殊的含义，可在 makefile 中直接使用。

$@ 目标名

$< 依赖文件列表中的第一个文件

$^ 依赖文件列表中除去重复文件的部分

示例：

  1. 自定义变量展开：`CC=gcc`、`SRC=main.c dlinklist.c`、`TARGET=dlinklist`、`CFLAGS= -Wall -g`，所有`$(变量名)`会被对应内容直接替换。

  2. 规则头部 `(TARGET):(SRC)` 展开为 `dlinklist:main.c dlinklist.c`，声明可执行文件依赖两份源码。

  3. 编译命令 `(CC) (SRC) -o @ (CFLAGS)` 逐个替换：`(CC)\`替换为gcc，\`(SRC)`替换源文件列表，内置变量`@\`代表当前目标dlinklist，\`(CFLAGS)`替换编译参数。

  4. 全部替换完成，最终真实执行命令：`gcc main.c dlinklist.c -o dlinklist -Wall -g`，输入make即可运行编译。

  5. 执行`make clean`，`rm $(TARGET)`展开为`rm dlinklist`，完成删除可执行文件操作。

    CC=gcc
    SRC=main.c dlinklist.c
    TARGET=dlinklist
    CFLAGS= -Wall -g

    (TARGET):(SRC)
    (CC) (SRC) -o @ (CFLAGS)

    clean:
    rm $(TARGET)

双向链表核心知识点

单向链表：只有 后继指针 next，只能向后遍历； 双向链表：每个节点拥有两个指针

复制代码 
typedef struct Node
{
    data_t data;          // 数据域
    struct Node *prev;    // 前驱指针，指向前一个节点
    struct Node *next;    // 后继指针，指向后一个节点
}node_t;
  • prev：指上一个节点
  • next：指下一个节点 优势：可以向前、向后双向遍历；已知某节点，直接删除该节点不需要从头查找前驱。 缺点：每个节点多占用一个指针内存。

双向链表头结点创建

  1. 函数启动，定义指针变量 head，调用 malloc 申请一块大小与 node_t 结构体相等的堆内存，把分配到的内存地址存入 head。

  2. 判断 head 的值是否等于 NULL，如果内存申请失败，打印 malloc fail 提示语句，随后返回 NULL，结束当前函数。

  3. 若内存分配成功，将头结点内部 next 指针赋值为 NULL，再将头结点内部 prev 指针赋值为 NULL。

  4. 全部赋值操作完成，函数返回头结点指针 head。

    node_t * dlinklist_create(void)
    {
    node_t * head = malloc(sizeof(node_t));
    if(head == NULL)
    {
    printf("malloc fail\n");
    return NULL;
    }
    //头结点的上下指针均赋值为０
    head->next = NULL;
    head->prev = NULL;

    复制代码 
     return head;

    }

双向链表头结点插入新节点

  1. 判断头结点指针是否为空，为空直接退出；

  2. 动态申请内存创建新节点，内存分配失败打印提示并返回；

  3. 将传入数据存入新节点的数据域；

  4. 新节点后继指针指向头结点原本的后继节点；

  5. 新节点前驱指针指向头结点；

  6. 更新头结点后继指针，使其指向新节点；

  7. 判断新节点后继不为空，链表原本存在有效结点，将原首节点的前驱指针指向新节点；

  8. 函数执行完毕，完成双向链表头插。

    void dlinklist_insert_head(node_t *head,data_t data)
    {
    if(head==NULL)
    {
    return ;
    }
    //创建新节点
    node_t *pNew = malloc(sizeof(node_t));
    if(pNew==NULL)
    {
    printf("malloc fail");
    return ;
    }

    复制代码 
     //新节点写入数据
 pNew->data = data;

 //新节点获取头结点的next
 pNew->next = head->next;

 //新节点指向头结点
 pNew->prev = head;

 //头结点的next指向新节点成链
 head->next = pNew;
 
 //如果链表非空节点，新节点的next指向首节点地址
 if(pNew->next!=NULL)
 {
 	pNew->next->prev = pNew;
 }

    }

双向链表尾结点插入新节点

  1. 判断头结点指针是否为空，为空直接退出；

  2. 动态申请内存创建新节点；

  3. 若内存分配失败打印提示并结束函数；

  4. 将传入数据存入新节点数据域；

  5. 使用指针 p 从 head 开始向后遍历，找到链表最后一个节点；

  6. 新节点后继赋值为 NULL；新节点前驱指向找到的尾节点 p；

  7. 将尾节点 p 的后继指向新节点，完成双向链表尾插。

    void dlinklist_insert_tail(node_t *head,data_t data)
    {
    if(head==NULL)
    {
    return ;
    }
    //创建新节点
    node_t *pNew = malloc(sizeof(node_t));
    if(pNew==NULL)
    {
    printf("malloc fail\n");
    }
    //新节点填充数据
    pNew->data = data;

    复制代码 
     if(pNew==NULL)
 {
 	printf("malloc fail");
 	return ;
 }
 //寻找尾节点
 node_t *p = head;
 while(p->next!=NULL)
 {
 	p = p->next;
 }
 //链接新节点
 pNew->next = p->next;
 pNew->prev = p;
 p->next = pNew;

    }

双向链表按数据内容查找地址

  1. 判断头结点指针是否为 NULL，指针非法直接返回 NULL；

  2. 判断链表是否为空链表，为空打印提示信息并返回 NULL；

  3. 遍历指针 p 指向第一个有效节点；

  4. while 循环遍历链表所有有效节点；

  5. 如果当前节点数据与目标 data 相等，直接返回当前节点地址；

  6. 未匹配成功，p 向后移动继续循环；

  7. 循环结束代表遍历完整链表无匹配项，返回 NULL。

    node_t *dlinklist_find_key(node_t *head,data_t data)
    {
    //判断链表地址合法且非空链表

    复制代码 
     if(head == NULL)
 {
 	return NULL;
 }else if(is_empty(head)==0)
 {
 	printf("linklist empty\n");
 	return NULL;
 }
 //从首节点开始寻找
 node_t *p = head->next;

 //遍历到尾节点为止
 while(p!=NULL)
 {
 	//找到对应数据节点返回节点地址
 	if(p->data == data)
 	{
 		return p;
 	}
 	//没找到对应节点一直向后遍历
 	p = p->next;
 }

 //找完整个链表也没找到匹配节点则返回空地址
 return NULL;

    }

双向链表从头结点后删除节点

  1. 判断头结点指针是否为 NULL，指针非法直接函数返回；

  2. 判断链表为空，打印提示信息并直接返回；

  3. 指针 p 保存第一个有效节点地址；

  4. 修改头结点后继指针，指向原首节点的下一个节点；

  5. 如果被删节点后方还有有效节点，修改后继节点前驱指针指向头结点；

  6. 释放被删除节点内存，完成双向链表头结点删除。

    void dlinklist_delete_head(node_t *head)
    {
    //判断链表地址合法且非空链表

    复制代码 
     if(head == NULL)
 {
 	return ;
 }else if(is_empty(head)==0)
 {
 	printf("linklist empty\n");
 	return ;
 }

 node_t *p = head->next;
 
 head->next = p->next;
 if(p->next!=NULL)
 	p->next->prev = head;

 free(p);

    }

双向链表从尾节点删除节点

  1. 判断头结点指针是否为 NULL，指针非法直接函数返回；

  2. 判断链表为空，打印提示信息并直接返回；

  3. 遍历指针 p 指向第一个有效节点；

  4. 循环向后移动 p，直到 p 指向链表尾部节点；

  5. 将尾节点前驱节点的后继指向 NULL，断开尾节点链接；

  6. 释放尾节点内存，完成双向链表尾删除节点。

    void dlinklist_delete_tail(node_t *head)
    {
    //判断链表地址合法且非空链表
    if(head == NULL)
    {
    return ;
    }else if(is_empty(head)==0)
    {
    printf("linklist empty\n");
    return ;
    }

    复制代码 
     node_t *p = head->next;
 
 while(p->next!=NULL)
 {
 	p = p->next;
 }

 p->prev->next = p->next;
 
 free(p);

    }

双向链表根据数据查找删除对应节点

  1. 判断头结点指针是否为 NULL，指针非法直接函数返回；

  2. 判断链表为空，打印提示信息并直接返回；

  3. 遍历指针 p 指向第一个有效节点；

  4. while 循环遍历链表所有有效节点；

  5. 如果当前节点数据与目标 key 相等： 将前驱节点后继指向当前节点的后继； 如果存在后继节点，更新后继节点的前驱； 释放当前节点内存，函数结束；

  6. 未匹配成功，p 向后移动继续循环；

  7. 遍历完整链表无匹配项，直接返回。

    void dlinklist_delete_key(node_t *head,data_t key)
    {
    //判断链表地址合法且非空链表

    复制代码 
     if(head == NULL)
 {
 	return ;
 }else if(is_empty(head)==0)
 {
 	printf("linklist empty\n");
 	return ;
 }
 //从首节点开始寻找
 node_t *p = head->next;

 //遍历到尾节点为止
 while(p!=NULL)
 {
 	//找到对应数据节点返回节点地址
 	if(p->data ==  key)
 	{
 		p->prev->next = p->next;
 		if(p->next!=NULL)
 		{
 			p->next->prev = p->prev;	
 		}
 		return ;
 	}
 	//没找到对应节点一直向后遍历
 	p = p->next;
 }
 //找完整个链表也没找到匹配节点则返回空地址

    return ;
    }

双向链表销毁

  1. 判断二级指针 head 是否为 NULL，参数非法直接返回；

  2. 判断链表为空，打印提示，释放头结点内存，外部指针置空后函数返回；

  3. 遍历指针 p 指向第一个有效节点；

  4. 循环遍历所有有效节点： 使用 temp 保存当前待释放节点； p 先向后移动保存下一个节点地址； 释放 temp 指向的有效节点；

  5. 所有有效节点全部释放完成后，释放头结点；

  6. 将外部传入的链表头指针置为 NULL，消除野指针。

    void dlinklist_destroy(node_t **head)
    {
    //判断链表地址合法且非空链表

    复制代码 
     if(head == NULL)
 {
 	return ;
 }else if(is_empty(*head)==0)
 {
 	printf("linklist empty\n");
 	free(*head);
 	*head = NULL;
 	return ;
 }

 //获取首节点
 node_t *p = (*head)->next;
 while(p!=NULL)
 {
 	//中间变量存储当前需要释放的节点
 	node_t *temp = p;
 	//后移遍历链表节点
 	p = p->next;
 	//释放当前位置节点
 	free(temp);
 }
 //释放头结点地址并将指针指向NULL防止悬空
 free(*head);
 *head = NULL;

    }

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