C语言数据结构之单链表的实现

一.为什么使用链表

在学习链表以前，我们存储数据用的方式就是数组。使用数组的好处就是便于查找数据，但缺点也很明显。

使用前需声明数组的长度，一旦声明长度就不能更改

插入和删除操作需要移动大量的数组元素，效率慢

只能存储一种类型的数据.

为了解决上述的问题，我们就可以使用链表来存储数据。

二.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链接次序实现的

三.链表的实现

3.1 创建链表前须知

结点:链表中每一个元素称为“结点”，每个结点都应包括两个部分：一为用户需要用的实际数据；二为下一个结点的地址，

头结点：在单链表的第一个结点之前附设一个结点，这个节点不存储数据，称之为头结点

3.2 定义结构体

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

typedef int SLDateType; //链表中存储的数据类型，可换成其他

typedef struct SListNode
{
	SLDateType date;
	struct SListNode* next; //指向下一个节点的指针
}SListNode;

3.3 申请一个节点

SListNode* BuyListNode(SLDateType x)
{
    SListNode* newNode = (SListNode*)malloc(sizeof(SListNode));
    if (NULL == newNode)
    {
        printf("malloc error\n"); //内存开辟失败
        exit(-1);
    }
    else
    {
        newNode->date = x; // 给新节点赋值
        newNode->next = NULL;
    }
    return newNode;
}

3.4 链表的头插

void SListPushFront(SListNode** pphead/*要改动头指针，所以要传递二级指针*/, SLDateType x)
{
    SListNode* newNode = BuyListNode(x); //申请节点
    newNode->next = *pphead;
    *pphead = newNode;
}

3.5 链表的尾插

void SListPushBack(SListNode** pphead, SLDateType x)
{
    SListNode* newNode = BuyListNode(x);
    if (*pphead == NULL) //若头指针为空，则链表为空链表，直接将新节点接到头指针后
    {
        *pphead = newNode;
    }
    else
    {
        SListNode* tail = *pphead;
        while (tail->next != NULL) //找链表的尾部
        {
            tail = tail->next;
        }
        tail->next = newNode;//将新节点接到尾部
    }
}

3.6 链表的尾删

void SListPopBack(SListNode** pphead)
{
	assert(pphead);

	if (*pphead == NULL)//链表为空，则不进行任何操作
	{
		return;
	}
	else if ((*pphead)->next == NULL) //链表只有一个节点
	{
		free(*pphead);
		*pphead = NULL;
	}
	else//其余情况
	{
		SListNode* tail = *pphead; //链表的尾部节点
		SListNode* pre = NULL;//链表尾的前一个节点
		while (tail->next != NULL)//找尾
		{
			pre = tail;
			tail = tail->next;
		}
		pre->next = tail->next; //将尾节点的指针域赋值给前一个节点的指针域
		free(tail);
	}
}

3.7 链表的头删

void SListPopFront(SListNode** pphead)
{
    assert(pphead);
    if (*pphead == NULL) //链表为空什么也不做
    {
        return;
    }
    else
    {
        SListNode* head = *pphead;//记录原本的第一个节点
        *pphead = head->next; //让头指针指向第二个节点
        free(head);//释放第一个节点
    }
}

3.8 寻找某节点

SListNode* SListFind(SListNode* phead, SLDateType x)
{
    SListNode* cur = phead;
    while (cur != NULL)
    {
        if (cur->date == x) //找到则返回该节点
        {
            return cur;
        }
        cur = cur->next;
    }
    return NULL; //未找到则返回空
}

3.9 在指定节点前插入节点

void SListInsert(SListNode** pphead, SListNode* pos/*要插入的位置*/, SLDateType x)
{
	assert(pphead);
	assert(pos);

	if (*pphead == pos)
	{
		SListPushFront(pphead, x);
	}
	else
	{
		SListNode* cur = *pphead; //当前所指向的位置
		SListNode* pre = NULL; //前一个节点
		while (cur != pos)
		{
			pre = cur;
			cur = cur->next;
		}
		SListNode* newNode = BuyListNode(x);
		pre->next = newNode;
		newNode->next = cur;
	}
}

3.10 删除指定节点前的节点

void SListErase(SListNode** pphead, SListNode* pos/*要插入的位置*/)
{
	assert(pphead);
	assert(pos);

	if (*pphead == pos)
	{
		SListPopFront(pphead);
	}
	else
	{
		SListNode* cur = *pphead;
		SListNode* pre = *pphead;
		while (cur != pos)
		{
			pre = cur;
			cur = cur->next;
		}
		pre->next = cur->next;
		free(cur);
	}
}

3.11 链表的销毁

void SListDestory(SListNode** pphead)
{
    if (*pphead == NULL)
    {
        return;
    }
    else
    {
        while (*pphead != NULL)
        {
            SListNode* cur = *pphead;
            *pphead = cur->next;
            free(cur);
        }
    }
}

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