前言：在之前的学习中我们已经了解了顺序表的相关知识内容，但是顺序表我们通过思考可以想到如下问题：
- 中间/头部的插入删除，时间复杂度为O(N)
- 增容需要申请新空间，拷贝数据，释放旧空间。会有不小的消耗。
- 增容一般是呈2倍的增长，势必会有一定的空间浪费。例如当前容量为100，满了以后增容到200，我们再继续插入了5个数据，后面没有数据插入了，那么就浪费了95个数据空间。
那么如何解决上述问题呢？在这里我们就需要引出了链表！
目录
- 1.概念及结构
- 2. 链表的分类
- 3.接口实现
- 3.1动态申请一个结点
- 3.2创建单链表
- 3.3遍历单链表
- 3.4尾插
- 3.5尾删
- 3.6头插
- 3.7头删
- 3.8查找
- 3.9在pos后插入
- 3.10在pos之前插入
- 3.11删除pos之后的值
- 3.12删除pos位置
1.概念及结构
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链接次序实现的。它包括两个域，其中存储数据元素信息的称为数据域，存储直接后继存储位置的域称为指针域。
结构如下：
然而在我们实际的运用中，它的结构却是以下类型：
因此这里有我们需要注意的地方：
1.链式结构逻辑上是连续的，但物理上并不一定是连续的；
2.现实中的节点一般是从堆上申请来的；
3.从堆上申请的空间，是按照一定的策略的，在次申请可能是连续的也可能是不连续的。
2. 链表的分类
根据链表结点所含指针个数、指针指向和指针连接方式，可将链表分为单链表、循环链表、双向链表、二叉链表、十字链表、邻接表、邻接多重表等。其中单链表、循环链表和 向链表用于实现线性表的链式存储结构，其他形式多用于实现树和图等非线性结构。
实际中链表的结构非常多样，以下情况组合起来就有8种链表结构：
-
单向或者双向
-
带头或者不带头
-
循环或者非循环
注意：虽然有这么多的链表的结构，但是我们实际中最常用还是两种结构：
- 无头单向非循环链表：结构简单，一般不会单独用来存数据。实际中更多是作为其他数据结构的子结构，如哈希桶、图的邻接表等等。另外这种结构在笔试面试中出现很多。
- 带头双向循环链表：结构最复杂，一般用在单独存储数据。实际中使用的链表数据结构，都是带头双向循环链表。另外这个结构虽然结构复杂，但是使用代码实现以后会发现结构会带来很多优势，实现反而简单了，后面我们代码实现了就知道了。
3.接口实现
// 动态申请一个结点
SLTNode* BuySLTNode(SLTDataType x);
SLTNode* CreateSList(int n);
// 单链表打印
void SLTPrint(SLTNode* phead);
// 单链表尾插
void SLTPushBack(SLTNode** pphead, SLTDataType x);
// 单链表的尾删
void SLTPopBack(SLTNode** pphead);
// 单链表的头插
void SLTPushFront(SLTNode** pphead, SLTDataType x);
// 单链表头删
void SLTPopFront(SLTNode** pphead);
// 单链表查找
SLTNode* SListFind(SLTNode* plist, SLTDataType x);
// 单链表在pos位置之后插入x
void SListInsertAfter(SLTNode* pos, SLTDataType x);
// 单链表删除pos位置之后的值
void SListEraseAfter(SLTNode* pos);
// 在pos之前插入x
void SListInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDataType x);
// 删除pos位置
void SListErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos);
接下来我们便一一进行实现！
3.1动态申请一个结点
代码如下：
SLTNode* BuySLTNode(SLTDataType x)
{
SLTNode* newnode = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));
if (newnode == NULL)
{
perror("malloc fail");
exit(-1);
}
newnode->data = x;
newnode->next = NULL;
return newnode;
}
思路：
开始时我们从堆上动态申请一个结点，生成的新结点作为头结点，用头指针指向该结点，在把头结点的指针域置空。
3.2创建单链表
SLTNode* CreateSList(int n)
{
SLTNode* phead = NULL, *ptail = NULL;
int x = 0;
for (int i = 0; i < n; ++i)
{
SLTNode* newnode = BuySLTNode(i);
if (phead == NULL)
{
ptail = phead = newnode;
}
else
{
ptail->next = newnode;
ptail = newnode;
}
}
return phead;
}
3.3遍历单链表
void SLTPrint(SLTNode* phead)
{
SLTNode* cur = phead;
while (cur != NULL)
{
printf("%d->", cur->data);
cur = cur->next;
}
printf("NULL\n");//便于调试
}
思路：
我们对单链表进行遍历操作，整体思路还是从开头挨着遍历，直到我们的指针指向空的时候就完成相应的操作。
3.4尾插
void SLTPushBack(SLTNode** pphead, SLTDataType x)
{
SLTNode* newnode = BuySLTNode(x);
if (*pphead == NULL)
{
*pphead = newnode;
}
else
{
SLTNode* tail = *pphead;
// 找尾
while (tail->next)
{
tail = tail->next;
}
tail->next = newnode;
}
}
思路：
每次都将新的结点链接到链表的最后一个结点的后面，从而达到创建单链表的过程，我们这里用到二级指针来接收实参，因为在函数传参时如果想改变实参，则需要我们传递实参的地址，那么同样想要改变首地址，则需要传递首地址的地址。
3.5尾删
void SLTPopBack(SLTNode** pphead)
{
// 暴力的检查
assert(*pphead);
// 温柔的检查
//if (*pphead == NULL)
// return;
if ((*pphead)->next == NULL)
{
free(*pphead);
*pphead = NULL;
}
else
{
SLTNode* tail = *pphead;
while (tail->next->next)
{
tail = tail->next;
}
free(tail->next);
tail->next = NULL;
}
}
思路：
当进行尾删操作时我们有两种情况需要进行考虑：
如果是正常情况下的删除操作，我们就需要找到该链表最后一个节点的前一个节点，然后将这个节点的 next指针指向由最后一个节点改变为null；
如果链表最后只剩下一个结点，则直接释放到即可，然后还是数据域置空。
3.6头插
void SLTPushFront(SLTNode** pphead, SLTDataType x)
{
SLTNode* newnode = BuySLTNode(x);
newnode->next = *pphead;
*pphead = newnode;
}
思路：
首先初始化一个单链表，其头结点为空，然后循环插入新结点：将新节点的next指向头结点的下一个结点，然后将头结点的next指向我们的新节点。（思路同尾插类似）
3.7头删
void SLTPopFront(SLTNode** pphead)
{
assert(*pphead);
SLTNode* next = (*pphead)->next;
free(*pphead);
*pphead = next;
}
思路：
删除第一个结点依然需要修改我们的头部指针，所以还是需要用到二级指针。
3.8查找
SLTNode* SLTFind(SLTNode* phead, SLTDataType x)
{
SLTNode* cur = phead;
while (cur)
{
if (cur->data == x)
{
return cur;
}
cur = cur->next;
}
return NULL;
}
思路：
查找值x在单链表L中的结点指针，从单链表的第一个结点开始，依次比较表中各个结点的数据域的值，若某结点数据域的值等于x，则返回该结点的指针；若整个单链表中没有这样的结点，则返回空。
3.9在pos后插入
void SLTInsertAfter(SLTNode* pos, SLTDataType x)
{
assert(pos);
SLTNode* newnode = BuySLTNode(x);
newnode->next = pos->next;
pos->next = newnode;
}
思路：
这里注意的是指针链接的顺序问题，如果改变链接的顺序则会出现自己指向自己的情况！
3.10在pos之前插入
void SLTInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDataType x)
{
assert(pos);
if (*pphead == pos)
{
SLTPushFront(pphead, x);
}
else
{
SLTNode* prev = *pphead;
while (prev->next != pos)
{
prev = prev->next;
}
SLTNode* newnode = BuySLTNode(x);
prev->next = newnode;
newnode->next = pos;
}
}
思路：
这种操作的情况还是有两种：
第一种就是当我们以头结点为pos位置，那么就演变为头插操作；
第二种就是正常的插入，我们就需要从头开始去查找pos位置的前一个位置，接着就是结点的链接的顺序一定要注意。
3.11删除pos之后的值
void SLTEraseAfter(SLTNode* pos)
{
assert(pos);
if (pos->next == NULL)
{
return;
}
else
{
SLTNode* nextNode = pos->next;
pos->next = nextNode->next;
free(nextNode);
}
}
思路：
最后一个位置我们需要特别注意，开始时先判断。不能写成pos->next=pos->next->next，使用这种我们需要开始时先保存pos->next。
3.12删除pos位置
void SLTErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos)
{
assert(pos);
assert(*pphead);
if (pos == *pphead)
{
SLTPopFront(pphead);
}
else
{
SLTNode* prev = *pphead;
while (prev->next != pos)
{
prev = prev->next;
}
prev->next = pos->next;
free(pos);
//pos = NULL;
}
}
思路：
这里还是两种情况：
第一种当删除的pos位置为最后一个结点时，相当于尾删操作此时；
第二种就是正常的删除操作，跟之前的有类似
总结：以上就是关于单链表的所有的内容知识，希望大家多多指教！
