C语言如何实现单链表操作

本篇内容介绍了"C语言如何实现单链表操作"的有关知识，在实际案例的操作过程中，不少人都会遇到这样的困境，接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧！希望大家仔细阅读，能够学有所成！

1 链表的概念及结构

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 。

注意：

1. 从上图可以看出，链式结构在逻辑上是连续的，但是在物理上不一定是连续

2. 现实中的节点一般是从堆上申请出来的

3. 从对上申请的空间，是按照一定的策略来分配的，两次申请的空间可能连续，也可能不连续

2 链表的分类

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：

1、单向或者双向链表

2、带头或者不带头链表

3、循环或非循环链表

最常用的有两种：无头单向非循环链表、带头双向循环链表

• 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 链表的实现无头+单向+非循环链表增删查改实现

3.1 链表的定义

typedef int SLTDataType;//typedef struct SListNode{        int data;//val，存储的数据，此处假设存储的数据为int型        struct SListNode* next;//存储下一个节点的位置}SListNode,SLN;

3.2 链表数据的打印

void SListPrint(SListNode* phead){        SListNode* cur = phead;        while (cur != NULL)        {                printf("%d->", cur->data);                cur = cur->next;        }        printf("NULL\n");}

3.3 链表的尾插

void SListPushBack(SListNode** pphead, SLTDataType x){        SListNode* newnode = BuySListNode(x);        if (*pphead == NULL)        {                *pphead = newnode;        }        else        {                //找尾                SListNode* tail = *pphead;                while (tail->next != NULL)                {                        tail = tail->next;                }                tail->next = newnode;        }}

在找尾的过程中，务必不能写成下面的代码：

while(tail!=NULL){        tail = tail->next;}tail->next = newnode;

当然，上面的介绍的是尾删的情况。

尾插其实也是类似的，尾插的话像上面的代码中，当tail!=NULL不成立之后，tail等于空，然后执行赋值操作，tail->next = newnode这行代码相当于下面的代码：

(*tail).next，此处相当于是对空指针进行解引用，其实就是非法访问了，并还试图非法修改未授权内存中的数据，这将必然会引发程序的崩溃。而且也并没有将新节点的地址存储到之前为节点的next中。

这个地方需要弄明白链表进行遍历的根本原理：

链表是一个相对静态的存储在堆区中的数据空间，我们通过改变栈区中的局部变量tail中的数据（即每一个链表节点的地址）来进行遍历，之所以能够通过tail变量能够进行访问并且修改节点数据的原因就是因为tail的数据类型是SListNode*，即指向节点的指针，指针的类型决定了对指针解引用能够访问的数据类型，所以*tail能够访问堆区中的节点的数据并且能够进行修改。

3.4 链表空间的动态申请

SListNode* BuySListNode(SLTDataType x){        SListNode* newnode = (SListNode*)malloc(sizeof(SListNode));        if (newnode == NULL)        {                printf("malloc fail\n");                exit(-1);        }        else        {                newnode->data = x;                newnode->next = NULL;        }        return newnode;}

3.5 链表的头插

void SListPushFront(SListNode** pphead, SLTDataType x){        SListNode* newnode = BuySListNode(x);        newnode->next = *pphead;        *pphead = newnode;}

3.6 链表的尾删

需要考虑三种情况：

• 空

• 一个节点

• 多个节点

两种写法：

第一种：

void SListPopBack(SListNode** pphead){        assert(pphead);        if (*pphead == NULL)//空链表        {                return;        }        else if ((*pphead)->next == NULL)//一个节点        {                free(*pphead);//*pphead就是plist的值                *pphead = NULL;        }        else//多个节点        {                SListNode* tail = *pphead;                SListNode* prev = NULL;//为什么要置为空呢？因为这个地方相当于是指向第一个节点之前的节点，这个节点并不存在，设为空                while (tail->next != NULL)                {                        prev = tail;                        tail = tail->next;                }                free(tail);                tail = NULL;                prev->next = NULL;        }}

这种方式在面对只有一个节点时也不会出现问题。

第二种：

void SListPopBack(SListNode** pphead){        assert(pphead);        if (*pphead == NULL)//空链表        {                return;        }        else if ((*pphead)->next == NULL)//一个节点        {                free(*pphead);//*pphead就是plist的值                *pphead = NULL;        }        else//多个节点        {                SListNode* tail = *pphead;                while (tail->next->next != NULL)                {                        tail = tail->next;                }                free(tail->next);//释放尾节点                tail->next = NULL;//将新尾节点的next置为NULL        }}

3.7 链表的头删

void SListPopFront(SListNode** pphead){        assert(pphead);        if (*pphead == NULL)//空链表        {                return;        }        else//非空链表        {                SListNode* next = (*pphead)->next;//next作为临时变量存放的是被删除的节点中next存储的第二个节点的地址                free(*pphead);                *pphead = next;        }}

3.8 链表任意位置的前插入

void SListInsertBefore(SListNode** pphead, SListNode* pos,SLTDataType x){        assert(pphead);        if (*pphead == pos)//pos是第一个节点，相当于头插        {                SListPushFront(pphead, x);        }        else        {                SListNode* prev = *pphead;                while (prev->next != pos)                {                        prev = prev->next;                }                SListNode* newnode = BuySListNode(x);                prev->next = newnode;                newnode->next = pos;        }}

3.9 链表任意位置的后插入

两种实现方式：

方式一：

void SListInsertAfter(SListNode* pos, SLTDataType x){        assert(pos);        SListNode* newnode = BuySListNode(x);                newnode->next = pos->next;        pos->next = newnode;        //这两行代码顺序是固定的，只能这个顺序，无法进行改变}

图示：

方式二：

void SListInsertAfter(SListNode* pos, SLTDataType x){        assert(pos);        SListNode* next = pos->next;        SListNode* newnode = BuySListNode(x);        newnode->next = next;        pos->next = newnode;        //这两行代码可以任意改变顺序，谁先谁后都不影响最后的结果}

图示：

3.10 链表的任意位置的删除

void SListErase(SListNode** pphead, SListNode* pos){        assert(pphead);        assert(pos);        if (pos == *pphead)//当pos为头节点的时候        {                SListPopFront(pphead);        }        else//当pos为非头节点的时候        {                SListNode* prev = *pphead;                while (prev->next != pos)                {                        prev = prev->next;                }                prev->next = pos->next;                free(pos);                pos = NULL;        }}

图示：

3.11 链表的任意位置的前删除

void SListEraseBefore(SListNode** pphead, SListNode* pos)//pos即为任意位置{        assert(pphead);        assert(pos);        if (pos == *pphead)        {                return;        }        else if(pos==(*pphead)->next)        {                SListPopFront(pphead);        }        else        {                SListNode* prev = *pphead;//prev用来存储pos的前一个位置的前一个位置                while (prev->next->next != pos)                {                        prev = prev->next;                }                SListNode* next = prev->next;//保存pos前一个节点的地址                prev->next = prev->next->next;//将prev和pos的两个节点进行连接                free(next);//删除pos的前一个节点        }}

3.12 链表的任意位置的后删除

void SListEraseAfter(SListNode* pos){        assert(pos);        SListNode* next = pos->next;        if (next == NULL)//当pos是最后一个节点的时候        {                return;        }        else        {                pos->next = next->next;                free(next);                next = NULL;        }}

图示：

3.13 链表的销毁

void SListDestory(SListNode** pphead){        assert(pphead);        SListNode* cur = *pphead;        SListNode* next = *pphead;//是为了存储cur下一个节点的地址，因为free(cur)之后，cur指针指向的内存中的数据可能已经称为乱码了，即不能再正常的使用        while (cur)        {                next = cur->next;                free(cur);                cur = next;        }        *pphead = NULL;}

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