单链表＜数据结构 C版＞

目录

概念

 链表的单个结点

 链表的打印操作

新结点的申请

尾部插入

头部插入

尾部删除

头部删除

查找

在指定位置之前插入数据

在任意位置之后插入数据

测试运行一下：

 删除pos结点

 删除pos之后结点

 销毁链表

概念

单链表是一种在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顺序实现的。

链表的每个结点有两个部分，分别是数据和指向下个结点的指针，每个链表的最后一个结点的下一个结点为NULL（不能对NULL解引用）。

放一张bit课件里的图,我觉得很形象：

 链表的单个结点

typedef int SLDataType;//重定义一下在链表内存放的数据类型，方便后期对类型进行统一修改
//链表的单个结点
typedef struct SListNode {//Single List Node :链表结点
	SLDataType data;//存放的数据
	struct SListNode* next;//指向下一个结点的指针
}SLNode;//重定义名字方便后期使用

 链表的打印操作

//链表的打印操作
void SLPrint(SLNode* phead) {
	assert(phead);//不能传入空指针
	SLNode* pcur = phead;
	//pointer cursor:指针光标，不让头结点丢失(虽然不会改变头结点的指向)
	while (pcur) {//等同于pcur!=NULL
		printf("%d->", pcur->data);//打印此结点的数据
		pcur = pcur->next;//使pcur指向下一个结点
	}
	printf("NULL\n");
}

新结点的申请

后面会涉及到新结点的插入，申请新结点可以封装成一个函数，避免代码冗余

//新结点的申请
SLNode* SLBuyNode(SLDataType x) {
	SLNode* node = (SLNode*)malloc(sizeof(SLNode));
	if (!node) {//返回值为空,申请失败(一般是空间不足了)，直接退出
		perror("malloc fail");
		exit(1);
	}
	node->data = x;//将数据赋给data
	node->next = NULL;//将下一个节点置为NULL;
	return node;
}

尾部插入

//尾部插入
void SLPushBack(SLNode** pphead, SLDataType x) {
	//注意在这里我们传参的是二级指针，因为我们需要在函数内部改变头结点的指向
	assert(pphead);//不能传NULL
	//新结点的申请
	SLNode* node=SLBuyNode(x);
	if (*pphead == NULL) {
		*pphead = node;
	}
	else {
		SLNode* pcur = *pphead;
		while (pcur->next) {//找到next元素为NULL的结点，也就是为链表尾部
			pcur = pcur->next;
		}
		pcur->next = node;
	}
	
}

测试运行一下：

头部插入

//头部插入
void SLPushFront(SLNode** pphead, SLDataType x) {
	assert(pphead);
	SLNode* node = SLBuyNode(x);
	//这里需要处理头结点为空的情况吗？不需要，因为没有涉及到解引用其元素
	node->next = *pphead;
	*pphead = node;
}

测试运行一下：

尾部删除

//尾部删除
void SLPopBack(SLNode** pphead) {
	assert(*pphead && pphead);//
	if (!(*pphead)->next) {//处理只有一个元素的情况
		free(*pphead);
		*pphead = NULL;
	}
	else {
		SLNode* prev = NULL;
		SLNode* pcur = *pphead;
		while (pcur->next) {//找到尾结点前一个结点
			prev = pcur;
			pcur = pcur->next;
		}
		free(pcur);//将尾结点释放
		pcur = NULL;
		prev->next = NULL;//将尾结点的前一个结点的next元素置为NULL
	}
}

测试运行一下：

头部删除

//头部删除
void SLPopFront(SLNode** pphead) {
	assert(*pphead && pphead);
	SLNode* next = (*pphead)->next;//保存头结点的下一个结点地址
	free(*pphead);//释放头结点
	*pphead = next;//使头结点指向下一个结点
}

测试运行一下：

查找

在链表中想要对指定位置进行操作不能使用下标，所以我们必须找到指定位置的地址才能对其进行操作。

//查找
SLNode* SLFind(SLNode* phead, SLDataType x) {
	assert(phead);
	SLNode* pcur = phead;
	while (pcur) {
		if (pcur->data == x) {
			return pcur;
		}
		pcur = pcur->next;
	}
	return NULL;
}

在指定位置之前插入数据

//在指定位置之前插入数据
void SLInsert(SLNode** pphead, SLNode* pos, SLDataType x) {
	assert(pphead && pos && *pphead);//pos和pphead不能为空,以及pphead指向空间不能为空
	if (*pphead == pos) {//处理头插的情况
		SLPushFront(pphead,x);
	}
	else {
		SLNode* node = SLBuyNode(x);
		SLNode* pcur = *pphead;
		while (pcur->next != pos) {//找到pos前一个结点
			pcur = pcur->next;
		}
		node->next = pcur->next;
		pcur->next = node;
	}
}

测试运行一下：

在任意位置之后插入数据

//在任意位置之后插入数据
void SLInsertAfter(SLNode* pos, SLDataType x) {
	assert(pos);//pos不能为空
	SLNode* node = SLBuyNode(x);
	node->next = pos->next;
	pos->next = node;
}

测试运行一下：

 删除pos结点

//删除pos结点
void SLErase(SLNode** pphead, SLNode* pos) {
	assert(*pphead && pphead && pos);
	if (*pphead == pos) {//处理头删的情况
		SLPopFront(pphead);
	}
	else {
		SLNode* pcur = *pphead;
		while (pcur->next!= pos) {
			pcur = pcur->next;
		}
		pcur->next = pos->next;
		free(pos);
		pos = NULL;
	}
}

 测试运行一下：

 删除pos之后结点

//删除pos之后结点
void SLEraseAfter(SLNode* pos) {
	assert(pos && pos->next);//pos后面的结点也不能为空
	SLNode* next = pos->next;
	pos->next = next->next;
	free(next);
	next = NULL;
}

 测试运行一下：

 销毁链表

//销毁链表
void SLDestory(SLNode** pphead) {
	assert(pphead && *pphead);
	SLNode* pcur = *pphead;
	while (pcur) {
		SLNode* nextnode = pcur->next;//使用一个变量接受下一个结点地址
		free(pcur);
		pcur = nextnode;
	}
	*pphead = NULL;
}