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前言

链表是一种物理存储单元上非连续、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。链表由一系列结点（链表中每一个元素称为结点）组成，结点可以在运行时动态生成。每个结点包括两个部分：一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域。 相比于线性表顺序结构，操作复杂。今天我们就先来学习一下链表中比较基础的单链表。

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一、单链表是什么？

链表中的数据是以结点来表示的，每个结点的构成：元素(数据元素的映象) + 指针(指示后继元素存储位置)，元素就是存储数据的存储单元，指针就是连接每个结点的地址数据。
以“结点的序列”表示线性表称作线性链表（单链表），单链表是链式存取的结构。
其大致状态如图

通过一个结点的内的指针指向下一个节点，串联其整个链表。
物理结构：不连续
逻辑结构；连续
如下是一个节点的定义，也是下文代码实现中的节点定义

typedef int SLTDataType;
typedef struct SListNode
{
	SLTDataType data;
	struct SListNode* next;
}SLTNode;

二、单链表功能函数实现

1.申请节点

代码如下（示例）：

SLTNode* SLTBuyNode(SLTDataType x)
{
	SLTNode* newnode = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		perror("malloc");
		exit(1);
	}
	newnode->data = x;
	newnode->next = NULL;
	return newnode;
}

在一个节点中需要两个数据，一个是数值，一个是下一节点的地址。所以我们申请新节点时就传入该节点中的数值（参数），之后使用malloc申请空间并判断是否成功，将data赋值，next指针暂为空，最后返回节点地址。

2.尾插

代码如下（示例）：

void SLTPushBack(SLTNode** pphead, SLTDataType x)
{
	assert(pphead);
	SLTNode* newnode = SLTBuyNode(x);
	if (*pphead == NULL)
	{
		*pphead = newnode;
	}
	else
	{
		SLTNode* ptail = *pphead;
		while (ptail->next)
		{
			ptail = ptail->next;
		}
		ptail->next = newnode;
	}
}

逻辑如图

我们想在末尾添加节点首先要找到尾节点，如果该链表为空，可以直接把新节点当头节点，如果不为空，则需要遍历链表找到next指针为NULL的节点，将next指针指向新节点即可。

3.头插

代码如下

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

头插相对简单，首先申请新节点，再将新节点的next指针指向原来的头节点，最后把新节点作为头节点即可。

4.尾删

代码如下

void SLTPopBack(SLTNode** pphead)
{
	assert(pphead && *pphead);
	//只有一个节点
	if ((*pphead)->next == NULL)
	{
		free(*pphead);
		*pphead = NULL;
	}
	else
	{
		SLTNode* prev = *pphead;
		SLTNode* ptail = *pphead;
		while (ptail->next)
		{
			prev = ptail;
			ptail = ptail->next;
		}
		free(ptail);
		ptail = NULL;
		prev->next = NULL;
	}
}

尾删逻辑上就是找到为节点，将其释放掉，并将前一节点next指针置NULL。因为尾删时我们需要处理尾节点和它前一个节点，但单链表不能往回走，所以我们这里定义两个节点，ptail指针比prev指针快一个节点，这样当ptail指向尾节点时，prev指针刚好指向前一个结点。之后，先free尾节点，再把前一个节点next指针置空。
注意：应在开始时先判断链表不为空。

5.头删

代码如下

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

头删就比较容易，只要把头节点指向第二个节点，再释放头节点即可，但还是要注意传入地址有效且链表不为空。

6.查找

代码如下

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

查找实际上就是遍历一遍链表并且进行比较，找到则返回地址，找不到则返回NULL。

7.在指定位置前插入数据

代码如下

void SLTInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDataType x)
{
	assert(pphead && *pphead);
	assert(pos);
	SLTNode* newnode = SLTBuyNode(x);
	if (pos = *pphead)
	{
		SLTPushFront(pphead, x);
	}
	else
	{
		SLTNode* prev = *pphead;
		while (prev->next != pos)
		{
			prev = prev->next;
		}
		newnode->next = pos;
		prev->next = newnode;
	}
}

整体逻辑如图

首先找到正确的位置，之后更改新节点的next指针和前一个节点的next指针。具体操作是，先判断是否为空链表，是则直接插入节点即可。不是则继续遍历寻找pos节点。注意这里当prev的next指针是pos即可，这样prev就停在前一个节点上，最后更改新节点和prev的next指针即可。

8.在指定位置后插入数据

代码如下

void SLTInsertAfter(SLTNode* pos, SLTDataType x)
{
	assert(pos);
	SLTNode* newnode = SLTBuyNode(x);
	newnode->next = pos->next;
	pos->next = newnode;
}

这个由上面前插的讲解，这里相信大家可以自行看代码解决，就不再赘述。

9.删除指定位置的数据

代码如下

void SLTErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos)
{
	assert(pphead && *pphead);
	assert(pos);
	if (pos == *pphead)
	{
		SLTPopFront(pphead);
	}
	else
	{
		SLTNode* prev = *pphead;
		while (prev->next != pos)
		{
			prev = prev->next;
		}
		prev->next = pos->next;
		free(pos);
		pos = NULL;
	}
}

逻辑如图

删除指定位置节点就是把pos前一个节点的next指针指向pos后一个指针，并free。首先，先定义prev指针进行遍历，当其next指向pos则停止，让prev的next指针指向pos的next指针，free掉pos节点即可。

10.链表的销毁

代码如下

void SListDesTroy(SLTNode** pphead)
{
	assert(pphead && *pphead);
	SLTNode* pcur = *pphead;
	while (pcur)
	{
		SLTNode* next = pcur->next;
		free(pcur);
		pcur = next;
	}

	pphead = NULL;
}

链表的销毁需要一个一个的进行释放，定义一个pcur指针，并定义一个next指针存储pcur的next指针，将pcur释放，再将pcur指向next依次向下循环直至全部释放。

三.头文件

整体头文件如下

#pragma once
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
#include<stdlib.h>

typedef int SLTDataType;
typedef struct SListNode
{
	SLTDataType data;
	struct SListNode* next;
}SLTNode;

//尾插
void SLTPushBack(SLTNode** pphead, SLTDataType x);
//头插
void SLTPushFront(SLTNode** pphead, SLTDataType x);
//尾删
void SLTPopBack(SLTNode** pphead);
//头删
void SLTPopFront(SLTNode** pphead);
//查找
SLTNode* SLTFind(SLTNode* phead, SLTDataType x);
//在指定位置前插入数据
void SLTInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDataType x);
//在指定位置后插入数据
void SLTInsertAfter(SLTNode* pos, SLTDataType x);
//删除指定位置数据
void SLTEraseAfter(SLTNode* pos);
//销毁链表
void SListDesTroy(SLTNode** pphead);

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总结

以上就是作者对单链表的一些理解和介绍，希望看到这篇文章的朋友们可以积极评价，还请一件三连。