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单链表详解

news 来源：原创 2025/4/30 6:23:03

一、单链表介绍

二、单链表的实现

1.单链表的创建

2.单链表的打印

3.单链表的尾插

4.单链表的头插

5.单链表的尾删

6.单链表的头删

7.单链表的查找

8.在指定位置之前插入数据

9.在指定位置之后插入数据

10.删除指定位置数据

11.删除指定位置之后的数据

12.单链表的销毁

三、代码

一、单链表的介绍

在学习单链表之前，需要首先知道链表是什么，链表是一种物理存储结构非连续、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表次序实现的。

与顺序表不同，链表里面每一个元素是独立存在的，他们都是独立申请下来的空间，我们称之为节点。

链表是由一个一个节点组成的，每个节点里面有数据，那如何将每个节点链接一起呢，我们规定，每个节点不仅保存自己的数据，也保存这下一个节点的地址。

基本了解以后，我们来尝试实现单链表。

二、单链表的实现

1.单链表的创建

按照前文说的，单链表中每个节点会包含自己的数据和指向下一个节点地址的指针，那我们创建一个结构体那包含它们：

这里data表示数据，next指针就是指向下一个节点地址的指针。同时，我们将结构体重命名为SLTNode ,方便表达和编写。

我们以后处理数据时候，数据不一定是int类型，所以将int类型也改一个名字：

下面开始创建节点，首先这里要用到malloc，用它开辟一块空间，然后给与它数据：

2.单链表的打印

在创建完成单链表以后，我们要尝试将他打印出来，首先创建一个指针，指向第一个节点，然后将这个指针传入我们创建的函数SLTprint()中：

接着我们来实现函数:

看一下运行结果:

3.单链表的尾插

单链表的尾插很简单，思路就是：

1. 创建一个新节点newnode

2. 创建一个指针ptail找到最后一个节点

3.让最后一个节点的nex指针由指向NULL变成指向newnode指针

注意:要判断一开始链表是不是空，如果是空，直接插入

这里我们用了**pphead，是一个二级指针，假设plist是我们链表的原来的头结点，

那么*plist就是指向第一个节点的指针，&plist就是指向第一个节点的指针的地址。

我们在接受的时候，用pphead接受&plist，那就用*pphead接受*plist，用**pphead接受第一个节点plist，所以这里要用**pphead！

先看创建新节点的代码，这里写一个前置函数:

得到了新节点，就可以写尾插的代码了：

4.单链表的头插

单链表的头插相对于顺序表就简单很多，因为单链表每一个节点在物理结构上是相互独立的，所以不好产生"牵一发而动全身”的效果！

首先也是创建一个新节点，然后把节点插入第一个:

看一下3和4的效果：

5.单链表的尾删

尾删要求找到最后一个节点然后把他删除，所以我们需要一个指针来遍历数组，遍历到最后一个节点，就删除最后一个节点。但是这个时候，我们要把倒数第二个节点的next指针置为空，所以我们还需要一个指针，我们命名为prev，用它找到倒数第二个指针,代码如下:

6.单链表的头删

头删也需要两个指针，一个指针指向头结点，另一个指针指向第二个节点，头节点被删除后，将第二个指针指向的第二个节点重新置为头结点:

我们来测试一下头删和尾删:

7.单链表的查找

这个很简单，我们只需要遍历链表就可以了，如果找到了，就返回数据，没有找到，就返回NULL：

我们测试一下：

8.在指定位置之前插入数据

这里假设位置是pos，那要判断链表不为空以及pos不能为空，首先找到pos节点和pos前一个节点，然后我们调用函数创建一个新节点newnode，那让newnode的next指向pos，pos之前的节点的next指向newnode，就插入成功了。

注意，如果要在头节点之前插入数据，那就要判断，如果pos==*pphead，就代表是在头结点之前插入数据，就直接插入就好，代码如下:

9.在指定位置之后插入数据

这个简单很多，因为这种情况就不可能在头结点之前插入数据了，所以我们只需要断言pos就好了，然后定义一个新指针，它指向pos的下一个节点，随后创建一个新节点newnode，让newnode的next指针指向pos的下一个节点，让pos的next指向newnode：

10.删除指定位置数据

要删除pos的节点，我们首先要找到pos之后的节点和pos之前的节点，然后让pos之前的节点的next指针指向pos之后的节点就可以了：

11.删除指定位置之后的数据

这里只需要找到pos的下一个节点和下一个节点的下一个节点，然后跳过pos的下一个节点就好了：

12.单链表的销毁

前面有单链表的初始化，要做到有头有尾，这里就也有单链表的销毁。

初始化链表是一个一个初始化，销毁也要一个一个销毁。

我们在销毁一个节点的时候，同时要保存它的下一个节点，以此类推：

三、代码：

slist.h:

#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>typedef int SLData;
typedef struct SListNode
{SLData data;struct SListNode* next;
}SLTNode;void SLTprint(SLTNode* phead);void SLTPushBack(SLTNode** pphead, SLData x);
void SLTPushFront(SLTNode** pphead, SLData x);
void SLTPopBack(SLTNode** pphead);
void SLTPopFront(SLTNode** pphead);SLTNode* SLTFind(SLTNode* phead, SLData x);void SLTInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLData x);
void SLTInsertAfter(SLTNode* pos, SLData x);
void SLTErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos);
void SLTErase(SLTNode* pos);void SLTDestroy(SLTNode** pphead);

slist.c:

#include"slist.h"void SLTprint(SLTNode* phead)
{SLTNode* pcur = phead;//定义一个指针，指向单链表的头结点while (pcur)//当这个指针不是空的时候，代表单链表有节点{printf("%d->", pcur->data);//打印pcur所指节点的值，并且打印->pcur = pcur->next;//pcur指向下一个节点}//pcur下一个节点是空，跳出循环printf("NULL\n");//打印NULL
}SLTNode* SLTBuyNode(SLData x)
{SLTNode* newnode = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));//给新节点newnode开辟一块空间if (newnode == NULL)//判断节点有没有开辟成功{perror("malloc fail!");exit(1);}//开辟成功newnode->data = x;//节点的数据是xnewnode->next = NULL;//节点现在的next指向的是空return newnode;//返回开辟的新节点
}void SLTPushBack(SLTNode** pphead, SLData x)
{assert(pphead); //断言不为空SLTNode* newnode = SLTBuyNode(x);//创建新节点if (*pphead == NULL)//如果一开始单链表就是空{*pphead = newnode;//新节点就是头结点}else//如果一开始单链表不是空{SLTNode* ptail = *pphead;//创建一个指针ptail找到尾节点while (ptail->next){ptail = ptail->next;}ptail->next = newnode;//尾节点的next指针指向的不再是NULL，而是新节点}
}void SLTPushFront(SLTNode** pphead, SLData x)
{assert(pphead);//断言不为空SLTNode* newnode = SLTBuyNode(x);//创建新节点newnode->next = *pphead;//新节点是头节点，所以它的next指向单链表原来的头结点*pphead = newnode;//新的头结点是newnode
}void SLTPopBack(SLTNode** pphead)
{assert(pphead && *pphead);//断言要求指向第一个节点和指向第一个节点的指针不为空//检查单链表有几个节点if ((*pphead)->next == NULL)//只有一个就直接free掉{free(*pphead);*pphead = NULL;}else//单链表不止一个节点{SLTNode* prev = *pphead;//定义一个prev指针用于找到倒数第二个节点SLTNode* ptail = *pphead;//定义一个ptail指针用于找到最后一个节点while (ptail->next)//用循环找到尾节点和倒数第二个节点{prev = ptail;ptail = ptail->next;}free(ptail);//将尾节点free掉，也就是删除ptail = NULL;//尾节点指向NULL，防止变成野指针prev->next = NULL;//现在倒数第二个节点变成尾节点。让它的next指针指向NULL}}
void SLTPopFront(SLTNode** pphead)
{assert(pphead && *pphead);//断言要求第一个节点和指向第一个节点的指针不为空SLTNode* pcur = (*pphead)->next;//定义一个指针pcur，它指向第二个节点//如果链表只有一个节点，pcur指向的就是NULLfree(*pphead);//将头结点释放掉*pphead = pcur;//现在指针指向第二个节点，如果没有，就是指向空
}SLTNode* SLTFind(SLTNode* phead, SLData x)
{SLTNode* pcur = phead;//定义一个指针从头结点开始while (pcur)//指针还在链表中{if (pcur->data == x){return pcur;//找到就返回}pcur = pcur->next;//没有找到就指向下一个节点}return NULL;//都没有找到就返回NULL
}void SLTInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLData x)
{assert(*pphead && pphead);//断言要求第一个节点和指向第一个节点的指针不为空assert(pos);//要求pos节点也不能为空SLTNode* newnode = SLTBuyNode(x);//调用函数得到新节点newnodeif (pos == *pphead){SLTPushFront(pphead, x);}else{SLTNode* prev = *pphead;//定义一个指针表示pos之前的节点while (prev->next != pos)//利用循环，使得prev指向pos之前的节点{prev = prev->next;}//prev newnode posnewnode->next = pos;//新节点的next指向posprev->next = newnode;//prev的next指针指向的由pos变成newnode}}void SLTInsertAfter(SLTNode* pos, SLData x)
{assert(pos);//要求pos节点也不能为空SLTNode* newnode = SLTBuyNode(x);//调用函数得到新节点newnodeSLTNode* next = pos->next;//创建一个新指针指向pos的下一个节点newnode->next = pos->next;pos->next = newnode;
}void SLTErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos)
{assert(*pphead && pphead);//断言要求第一个节点和指向第一个节点的指针不为空assert(pos);//要求pos节点也不能为空if (pos == *pphead)//pos如果是头结点{SLTNode* next = (*pphead)->next;free(*pphead);//直接删*pphead = next;}else//pos不是头结点{SLTNode* prev = *pphead;//利用prev找到pos之前的一个节点while (prev->next != pos){prev = prev->next;}prev->next = pos->next;//prev的next指向由pos节点变成pos的下一个节点free(pos);//pos删除了pos = NULL;//置于NULL，防止变成野指针}
}void SLTErase(SLTNode* pos)
{assert(pos);//要求pos节点也不能为空assert(pos->next);//要求pos的下一个节点也不能为空SLTNode* del = pos->next;//定义del是pos的下一个节点pos->next = del->next;//跳过del，pos的next指针直接指向del的下一个节点free(del);//删除deldel = NULL;//置于NULL，防止变成野指针
}void SLTDestroy(SLTNode** pphead)
{assert(*pphead && pphead);//断言要求第一个节点和指向第一个节点的指针不为空SLTNode* pcur = *pphead;//用一个新指针pcur表示头结点while (pcur)//pcur不为空时{SLTNode* next = pcur->next;//定义一个临时指针表示pcur的下一个指针free(pcur);//free掉pcur的节点pcur = next;//pcur现在指向下一个节点}//到这里已经全部销毁完毕*pphead = NULL;//都置为空
}

test.c:

#include"slist.h"void test01()
{//链表是有一个一个节点组成SLTNode* node1 = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));//给节点node1开辟一块空间node1->data = 1;//node1中的数据是1SLTNode* node2 = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));//给节点node2开辟一块空间node2->data = 2;//node2中的数据是1node1->next = node2;//node1中存的是node2的地址，所以node1的next指向node2node2->next = NULL;//node2后面没有下一个节点。所以它的next指针指向NULLSLTNode* plist = node1;SLTprint(plist);
}void test02()
{SLTNode* plist = NULL;//SLTPushBack(&plist, 1);//SLTPushBack(&plist, 2);//SLTPushBack(&plist, 3);//SLTprint(plist);///*SLTprint(plist);/*SLTPushFront(&plist, 5);SLTPushFront(&plist, 5);SLTprint(plist);*///SLTPopBack(&plist);//SLTprint(plist);/*SLTPopBack(&plist);SLTPopFront(&plist);SLTprint(plist);*/SLTPushBack(&plist, 1);SLTPushBack(&plist, 2);SLTPushBack(&plist, 3);SLTprint(plist);SLTNode* find = SLTFind(plist,1);if (find == NULL){printf("找不到!\n");}else{printf("找到了!\n");}
}
void test03()
{SLTNode* plist = NULL;SLTPushBack(&plist, 1);SLTPushBack(&plist, 2);SLTPushBack(&plist, 3);SLTprint(plist);SLTNode* find = SLTFind(plist, 1);SLTInsert(&plist, find, 77);SLTprint(plist);
}
int main()
{//test01();//test02();test03();return 0;
}