【数据结构|C语言版】单链表

news2025/3/17 1:15:04

  • 前言
  • 1. 单链表的概念和结构
    • 1.1 单链表的概念
    • 1.2 单链表的结构
  • 2. 单链表的分类
  • 3.单链表的实现
    • 3.1 新节点创建
    • 3.2 单链表头插
    • 3.3 单链表头删
    • 3.4 单链表尾插
    • 3.5 单链表尾删
    • 3.6 链表销毁
  • 4. 代码总结
    • 4.1 SLT.h
    • 4.2 SLT.c
    • 4.3 test.c
  • 后言

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前言

各位小伙伴大家好！时隔不久，小编来给大家讲解一下单链表的相关知识。
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1. 单链表的概念和结构

1.1 单链表的概念

【概念】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连接次序实现的。

  • 逻辑上连续
  • 物理上非连续

1.2 单链表的结构

链表是由一个个结点组成的

【节点】
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【单链表雏形】
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2. 单链表的分类

链表的结构⾮常多样，以下情况组合起来就有8种（2 x 2 x 2）链表结构。
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【常见分类】
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比较常见的是无头单向非循环链表和带头双向循环链表。
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3.单链表的实现

3.1 新节点创建

//创建一个新节点
SListNode* BuySLTNode(SLDateType x)
{
	SListNode* newNode = (SListNode*)malloc(sizeof(SListNode));
	if(newNode == NULL)
	{
		perror("malloc:");
		return;
	}
	newNode->data = x;
	newNode=>next = NULL;
	return newNode;
}

3.2 单链表头插

//头插
void SListPushFront(SListNode** pphead,SLDateType x)
{
	assert(pphead);
	SListNode* newnode = BuySLTNode(x);
	newnode->next = *pphead;
	*pphead = newnode;
}

3.3 单链表头删

//头删
void SListPopFront(SListNode** pphead)
{
	assert(pphead);
	assert(*pphead);
	SListNode* cur = *pphead;
	*pphead = (*pphead)->next;
	free(cur);
	cur = NULL;
}

3.4 单链表尾插

//尾插
void SLTPushBack(SListNode**pphead, SLDateType x)
{
	assert(pphead);
	SListNode* newnode = BuySLTNode(x);
	//1.链表为空
	//2.链表不为空
	if (*pphead == NULL)
	{
		*pphead = newnode;
        //不需要让newnode->next=NULL,在BuySLTNode中我们就已经进行过这个操作了
	}
	else
	{
		//找到链表的尾巴tail
		SListNode* tail = *pphead;
		while (tail->next)
		{
			tail = tail->next;
		}
		tail->next = newnode;
	}
}

3.5 单链表尾删

//尾删
void SListPopBack(SListNode**pphead)
{
	assert(pphead);
	assert(*pphead);
	//1.链表只有一个元素
	//2.链表有两个及两个以上的元素
	if ((*pphead)->next == NULL)
	{
		free(*pphead);
		*pphead = NULL;
	}
	else
	{
		SListNode* tail = *pphead;
		SListNode* prev = NULL;
		//找尾
		while (tail->next != NULL)
		{
			prev = tail;
			tail = tail->next;
		}
		free(tail);
		prev->next = NULL;
		tail = NULL;
·       另一种方法
		//SListNode* tail = *pphead;
		//while (tail->next->next)
		//{
		//	tail = tail->next;
		//}
		//free(tail->next);
		//tail->next = NULL;
	}
}

3.6 链表销毁

//销毁
void SLTDestory(SListNode** pphead)
{
	assert(pphead);
	SListNode* cur = *pphead;
	while (cur)
	{
		SListNode* next = cur->next;
		free(cur);
		cur = next;
	}
	*pphead = NULL;
}

4. 代码总结

4.1 SLT.h

#pragma once
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
#include<stdlib.h>
typedef int SLTDateType;
typedef struct SLTNode
{
	SLTDateType data;
	struct SLTNode* next;
}SLTNode;
//创建一个结点
SLTNode* BuyListNode(SLTDateType x);
//销毁单链表
void SLTDestory(SLTNode** pphead);
//单链表头插
void SLTPushFront(SLTNode** pphead, SLTDateType x);
//单链表尾插
void SLTPushBack(SLTNode** pphead, SLTDateType x);
//单链表头删
void SLTPopFront(SLTNode** pphead);
//单链表尾删
void SLTPopBack(SLTNode** pphead);
//单链表结点查找
SLTNode* SLTNodeFind(SLTNode* phead, SLTDateType x);
//单链表结点删除(删除pos位置的结点)
void SLTErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos);
//单链表结点插入(在pos之前插入)
void SLTInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDateType x);
// 单链表结点插入(在pos之后插入)
void SLTInsertBack(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDateType x);
// 单链表结点修改
void SLTModify(SLTNode* phead, SLTNode* pos, SLTDateType x);
//打印单链表
void PrintSLT(SLTNode * phead);

4.2 SLT.c

#include"SLT.h"
 
//建立一个新的结点
//这是链表的缺点：经常需要使用malloc为newnode开辟空间
SLTNode* BuyListNode(SLTDateType x)
{
	//为什么要用malloc，是因为，如果在BuyListNode函数中SLTNode newnode，出了这个函数，newnode就被销毁了，
	//用malloc开辟空间，只要我们不主动释放这个空间，这个空间的数据一直存在，
	SLTNode* newnode = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));
	//static SLTNode newnode；
	if (newnode == NULL)
	{
		perror("malloc:");
		exit(0);
	}
	newnode->data = x;
	newnode->next = NULL;
	return newnode;
}
 
//头插
void SLTPushFront(SLTNode** pphead, SLTDateType x)
{
	assert(pphead);//phead可能为NULL，但是pphead指向phead，不可能为空
	SLTNode* newnode = BuyListNode(x);
	//这里可不是newnode->next = (*pphead)->next;
	newnode->next = *pphead;
	*pphead = newnode;
}
 
 
//尾插
//尾插特别容易出错，当链表中没有数据，即phead=NULL时，尾插就相当于头插了，此时需要改变phead的值
void SLTPushBack(SLTNode** pphead, SLTDateType x)
{
	assert(pphead);
	SLTNode* newnode = BuyListNode(x);
	//1、空
	//2、非空
	if (*pphead == NULL)
	{
		*pphead = newnode;
		//newnode->next = NULL;这一步是不需要的，newnode在建立的时候就默认newnode->next=NULL；
	}
	else
	{
		SLTNode* cur = *pphead;
		//这是单向链表的缺点，需要去找尾
		while (cur->next != NULL)
		{
			cur = cur->next;
		}
		cur->next = newnode;
	}
}
 
//头删
void SLTPopFront(SLTNode** pphead)
{
	assert(pphead);
	//温柔的检查
	if (*pphead == NULL)
		return;
	//暴力的检查
	assert(*pphead);
	SLTNode* head = *pphead;
	*pphead = (*pphead)->next;
	free(head);
	head = NULL;
}
 
//尾删
void SLTPopBack(SLTNode** pphead)
{
	assert(pphead);
	assert(*pphead);
	//1、一个结点
	//2、两个结点
	if ((*pphead)->next == NULL)
	{
		free(*pphead);
		*pphead = NULL;
	}
	else
	{
		SLTNode* cur = *pphead;
		while (cur->next->next)
		{
			cur = cur->next;
		}
		free(cur->next);
		cur->next = NULL;
	}
}
//打印单向链表
void PrintSLT(SLTNode* phead)
{
	SLTNode* cur = phead;
	while (cur != NULL)
	{
		printf("%d->", cur->data);
		cur = cur->next;
	}
	printf("NULL");
	printf("\n");
}
 
//单链表查找某个结点
SLTNode* SLTNodeFind(SLTNode* phead, SLTDateType x)
{
	SLTNode* find = phead;
	//别忘记分析找不到结点的情况
	while (find)
	{
		if (find->data == x)
		{
			return find;
		}
		find = find->next;
	}
	return NULL;
}
 
//删除pos位置的结点
void SLTErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos)
{
	assert(pphead);
	assert(pos);
	if (pos == *pphead)
	{
		SLTPopFront(pphead);
	}
	else
	{
		SLTNode* prev = *pphead;
		while (prev->next != pos)
		{
			prev = prev->next;
			//如果prev->next已经为空了，说明链表已经查完了，还没有查到pos
			//证明pos传入有误
			assert(prev->next);
		}
		prev->next = pos->next;
		free(pos);
		//pos = NULL;这个没必要，改变不了pos
	}
}
//单链表结点前插
//一般插入结点都是在pos之前插入，但单链表在实现前插是比较困难的
void SLTInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDateType x)
{
	assert(pphead);
	//头插
	if (pos == *pphead)
	{
		SLTPushFront(pphead, x);
	}
	//非头插
	else
	{
		SLTNode* prev = *pphead;
		while (prev->next != pos)
		{
			prev = prev->next;
			assert(prev->next);
		}
		SLTNode* newnode = BuyListNode(x);
		prev->next = newnode;
		newnode->next = pos;
	}
}
//单链表结点后插
void SLTInsertBack(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDateType x)
{
	SLTNode* cur = *pphead;
	while (cur != pos)
	{
		cur = cur->next;
		//防止pos传错了
		assert(cur);
	}
	SLTNode* newnode = BuyListNode(x);
	newnode->next = pos->next;
	pos->next = newnode;
}
 
// 单链表结点修改
void SLTModify(SLTNode* phead, SLTNode* pos, SLTDateType x)
{
	SLTNode* cur = phead;
	while (cur != pos)
	{
		cur = cur->next;
		assert(cur);
	}
	pos->data = x;
}
//销毁链表
void SLTDestory(SLTNode** pphead)
{
	assert(pphead);
	SLTNode* cur = *pphead;
	//比cur->next!=NULL更好一些
	while (cur)
	{
		SLTNode* next = cur->next;
		free(cur);
		cur = next;
	}
	*pphead = NULL;
}

4.3 test.c

#include"SLT.h"
void test1()
{
	SLTNode* plist = NULL;
	SLTPushFront(&plist, 0);
	SLTPushFront(&plist, -1);
	SLTPushBack(&plist, 1);
	SLTPushBack(&plist, 2);
	PrintSLT(plist);
	SLTPopFront(&plist);
	SLTPopBack(&plist);
	PrintSLT(plist);
	SLTNode* pos = SLTNodeFind(plist, 0);
	SLTInsert(&plist, pos, -2);
	PrintSLT(plist);
	SLTInsert(&plist, pos, -1);
	PrintSLT(plist);
	SLTInsertBack(&plist, pos, 3);
	PrintSLT(plist);
	SLTModify(plist, pos, 4);
	PrintSLT(plist);
}
int main()
{
	test1();
}

后言

以上就是小编对单链表的一些初步认识。
如果觉得小编讲的还可以，还请一键三连。互三必回！
持续更新中~，下周见！
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