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前言

本篇主要介绍单链表的概念以及用C语言单链表常见功能实现：打印、头插、尾插、任意位置插入、头删、尾删 、任意位置删、查找以及销毁。
用C

正文

1 概念与结构

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。

链表中的每节“车厢”（即数据单元）是独立申请下来的空间，称之为“结点” 。结点的组成主要有两个部分：当前结点要保存的数据和保存下一个结点的地址(指针变量)。

链表的性质：

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. 结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。

假设当前保存的结点为整型，对应的结构体代码：

struct SListNode
{int data; // 结点数据struct SListNode* next; //指针变量用保存下一个结点的地址
}; 

3.1.3 链表的打印

void SLTPrint(SLTNode* phead)
{SLTNode *pcur = phead;while(pcur){printf("%d ",pcur->data);pcur = pcur->next;}printf("\n");
}

思考：当我们想保存的数据类型为字符型、浮点型或者其他自定义的类型时，该如何修改？
答：将数据类型用typedef取别名，需要时修改别名即可，代码如下：

typedef int SLTDataType;

3.2 纯C语言实现单链表

本代码依旧用工程文件的形式给出：

SList.h

.h文件包括创建单、链表函数声明

//SList.h
#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>//定义链表的结构
typedef int SLTDataType;
typedef struct SListNode
{SLTDataType data;struct SListNode* next;
}SLTNode;//链表的打印
void SLTPrint(SLTNode* phead);//尾插
void SLTPushBack(SLTNode** pphead, SLTDataType x);//头插
void SLTPushFront(SLTNode** pphead, SLTDataType x);//尾删
void SLTPopBach(SLTNode** pphead);//头删
void SLTPopFront(SLTNode** pphead);//查找
SLTNode* SLTFind(SLTNode* phead, SLTDataType x);//指定位置之前插入
void SLTInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDataType x);//在指定位置之后插入
void SLTInsertAfter(SLTNode* pos, SLTDataType x);//删除pos结点
void SLTErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos);//删除pos之后的结点
void SLTSraseAfter(SLTNode* pos);//销毁链表
void SListDestroy(SLTNode** pphead);

SList.c（分模块）

我们分模块完成

头插、尾插以及创建结点

插入必须创建新结点，在后续过程中要重复很多次，不如我们直接封装成函数

 SLTNode* SLTbuyNode(SLTDataType x)
{//根据x创建节点SLTNode* newnode = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));if (newnode == NULL){perror("malloc fail!");exit(1);}newnode->data = x;newnode->next = NULL;return newnode;
}

头插

//头插
void SLTPushFront(SLTNode** pphead, SLTDataType x)
{assert(pphead);SLTNode* newnode = SLTbuyNode(x);newnode->next = *pphead;*pphead = newnode;
}

新建立一个结点，让他的next指针指向头节点（pphead）,然后让新节点成为头节点，实现一次头插
尾插

//尾插
void SLTPushBack(SLTNode** pphead, SLTDataType x)
{assert(pphead);SLTNode* newnode = SLTbuyNode(x);//链表尾空if (*pphead == NULL){*pphead = newnode;}//链表不为空else {//找尾SLTNode* ptail = *pphead;while (ptail ->next){ptail = ptail->next;}ptail->next = newnode;}	
}

链表为空，直接创立新结点，不为空，遍历找到尾节点，尾结点的next指针指向newnode

指定位置插入

指定位置之前插入

//指定位置之前插入
void SLTInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDataType x)
{assert(pphead&&pos);//当pos指向第一个结点if (pos == *pphead){//直接头插SLTPushFront(pphead, x);}//不是头节点else{SLTNode* newnode = SLTbuyNode(x);//找pos的前一个结点SLTNode* prev = *pphead;while (prev->next != pos){prev = prev->next;}//注意插入顺序prev->next = newnode;newnode->next = pos;}
}

找到pos的前一个结点，插入新节点，注意插入方法
指定位置之后插入

//在指定位置之后插入
void SLTInsertAfter(SLTNode* pos, SLTDataType x)
{assert(pos);SLTNode* newnode = SLTbuyNode(x);newnode->next = pos->next;pos->next = newnode;
}

注意/后面是第一步

头删、尾删、指定位置删除

头删

//头删
void SLTPopFront(SLTNode** pphead)
{assert(pphead && *pphead);SLTNode* next = (*pphead)->next;free(*pphead);*pphead = next;
}

保存头节点的下一个结点，释放头节点，next成为新的头节点
尾删

//尾删
void SLTPopBack(SLTNode** pphead) 
{// 断言确保传入的指针有效，且链表不为空assert(pphead && *pphead);// 处理链表只有一个节点的情况if ((*pphead)->next == NULL) {free(*pphead);    // 释放头节点*pphead = NULL;  // 头指针置空，防止悬垂指针} else {SLTNode* prev = NULL;       // 记录尾节点的前驱节点SLTNode* ptail = *pphead;   // 用于遍历找到尾节点// 遍历直到ptail指向尾节点（ptail->next为NULL时停止）while (ptail->next) {prev = ptail;          // prev跟随ptail移动ptail = ptail->next;   // ptail前进到下一个节点}// 此时：// - ptail指向尾节点// - prev指向尾节点的前驱节点prev->next = NULL;  // 断开前驱节点与尾节点的连接free(ptail);       // 释放尾节点ptail = NULL;      // 可选：局部变量置空（实际无必要）}
}

指定位置删

//删除pos结点
void SLTErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos)
{assert(pos && pphead);//pos是头结点//头删if (pos == pphead){SLTPopFront(pphead);}else{SLTNode* prev = *pphead;//遍历寻找pos结点while (prev->next != pos){prev = prev->next;}找到后prev指向pos的下一个结点prev->next = pos->next;free(pos);pos = NULL;}
}//删除pos之后的结点
void SLTSraseAfter(SLTNode* pos)
{assert(pos&&pos->next );SLTNode* del = pos->next;//可以理解为将pos的下一个结点指向它下下个结点pos->next = del->next;free(del);del = NULL;
}

查找

查找较简单，遍历，找到返回，找不到返回NULL

//查找
SLTNode* SLTFind(SLTNode* phead, SLTDataType x)
{SLTNode* pcur = phead;while (pcur){if (pcur->data == x){return pcur;}pcur = pcur->next;}return NULL;
}

摧毁

//销毁链表
void SListDestroy(SLTNode** pphead)
{SLTNode* pcur = *pphead;while (pcur){SLTNode* next = pcur->next;free(pcur);pcur = next;}*pphead = NULL;
}

SList.c

#include"SList.h"void SLTPrint(SLTNode* phead)
{SLTNode* pcur = phead;while (pcur){printf("%d -> ", pcur->data);pcur = pcur->next;}printf("NULL\n");
}SLTNode* SLTbuyNode(SLTDataType x)
{//根据x创建节点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);//链表尾空if (*pphead == NULL){*pphead = newnode;}//链表不为空else {//找尾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) 
{// 断言确保传入的指针有效，且链表不为空assert(pphead && *pphead);// 处理链表只有一个节点的情况if ((*pphead)->next == NULL) {free(*pphead);    // 释放头节点*pphead = NULL;  // 头指针置空，防止悬垂指针} else {SLTNode* prev = NULL;       // 记录尾节点的前驱节点SLTNode* ptail = *pphead;   // 用于遍历找到尾节点// 遍历直到ptail指向尾节点（ptail->next为NULL时停止）while (ptail->next) {prev = ptail;          // prev跟随ptail移动ptail = ptail->next;   // ptail前进到下一个节点}// 此时：// - ptail指向尾节点// - prev指向尾节点的前驱节点prev->next = NULL;  // 断开前驱节点与尾节点的连接free(ptail);       // 释放尾节点ptail = NULL;      // 可选：局部变量置空（实际无必要）}
}//头删
void SLTPopFront(SLTNode** pphead)
{assert(pphead && *pphead);SLTNode* next = (*pphead)->next;free(*pphead);*pphead = next;
}//查找
SLTNode* SLTFind(SLTNode* phead, SLTDataType x)
{SLTNode* pcur = phead;while (pcur){if (pcur->data == x){return pcur;}pcur = pcur->next;}return NULL;
}//指定位置之前插入
void SLTInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDataType x)
{assert(pphead&&pos);//当pos指向第一个结点if (pos == *pphead){SLTPushFront(pphead, x);}//不是头节点else{SLTNode* newnode = SLTbuyNode(x);//找pos的前一个结点SLTNode* prev = *pphead;while (prev->next != pos){prev = prev->next;}prev->next = newnode;newnode->next = pos;}
}//在指定位置之后插入
void SLTInsertAfter(SLTNode* pos, SLTDataType x)
{assert(pos);SLTNode* newnode = SLTbuyNode(x);newnode->next = pos->next;pos->next = newnode;
}//删除pos结点
void SLTErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos)
{assert(pos && pphead);//pos是头结点if (pos == pphead){SLTPopFront(pphead);}else{SLTNode* prev = *pphead;while (prev->next != pos){prev = prev->next;}prev->next = pos->next;free(pos);pos = NULL;}
}//删除pos之后的结点
void SLTSraseAfter(SLTNode* pos)
{assert(pos&&pos->next );SLTNode* del = pos->next;pos->next = del->next;free(del);del = NULL;
}//销毁链表
void SListDestroy(SLTNode** pphead)
{SLTNode* pcur = *pphead;while (pcur){SLTNode* next = pcur->next;free(pcur);pcur = next;}*pphead = NULL;
}

test.c

根据需要调试使用

#include"SList.h"void test()
{SLTNode *node = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));//SLTPrint();//不需要修改内容，传值
}void test02()
{//创建新链表SLTNode* plist = NULL;/*SLTPrint(plist);SLTPushBack(&plist, 1);SLTPushBack(&plist, 2);SLTPushBack(&plist, 3);SLTPushBack(&plist, 4);SLTPushBack(&plist, 5);*/SLTPushFront(&plist, 1);SLTPushFront(&plist, 2);SLTPushFront(&plist, 3);SLTPushFront(&plist, 4);SLTPushFront(&plist, 5);SLTPushFront(&plist, 6);SLTPushFront(&plist, 7);SLTPrint(plist);//SLTPopBach(&plist);//SLTPopFront(&plist);//SLTPrint(plist);SLTNode *find = SLTFind(plist, 4);//if (find)//{//	printf("找到了\n");//}//else//{//	printf("找不到！\n");//}//SLTPrint(plist);//SLTInsert(&plist, find, 7);SLTInsertAfter(find, 100);SLTPrint(plist);SLTErase(&plist, find);SLTPrint(plist);SListDestroy(&plist);
}int main()
{test02();return 0;
}

总结

这篇文章是单链表的基础内容，如有错误，还望指正，共同进步，谢谢