C中单向链表之增删改查

C中单向链表之增删改查

// 链表（Linked List）是一种基础但至关重要的数据结构。它通过动态内存分配实现数据的非连续存储，解决了数组的固定长度和插入/删除低效的问题。无论是算法面试还是实际开发，链表都是高频考点和核心技能之一。
#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <cstring>
using namespace std;

// 单向链表（Singly Linked List）
typedef struct Node
{

    int num;
    char data[20];
    struct Node *next;
    Node(int x) : num(num), next(nullptr) {}
    Node() {}
} STU, Node, *PNode;
// 链表创建(头插法)

PNode linked_create_head1()
{

    int num, i = 0;
    cout << "请输入节点数量：" << endl;
    cin >> num;
    PNode head = NULL;
    PNode current = NULL;

    while (i < num)
    {
        PNode temp;
        PNode node = (PNode)malloc(sizeof(Node));
        if (node == NULL)
        {
            printf("内存分配失败！\n");
            exit(1);
        }

        memset(node, 0, sizeof(Node));
        cout << "请输入第" << i << "节点data：" << endl;
        cin >> node->data;

        // 如果当前头节点为空，则将新节点作为头节点
        if (head == NULL)
        {

            head = node;
        }
        else
        {

            node->next = head; // 将新节点的指针域指向head（老节点）

            head = node; // 将新节点作为头节点
        }
        i++;
    }
    // 给节点编号
    current = head;
    for (int i = 0; i < num; i++)
    {
        current->num = i;
        current = current->next;
    }

    return head;
}

// 链表创建(尾插法)
PNode linked_create_tail()
{
    int num;
    cout << "请输入节点数量：" << endl;
    cin >> num;

    PNode head = nullptr;
    PNode tail = nullptr; // 记录尾节点

    for (int i = 0; i < num; i++)
    {
        // 创建新节点
        PNode node = (PNode)malloc(sizeof(Node));
        if (node == NULL)
        {
            printf("内存分配失败！\n");
            exit(1);
        }
        memset(node, 0, sizeof(Node));

        cout << "请输入第" << i + 1 << "个节点data：" << endl;
        cin >> node->data;
        node->num = i; // 直接设置节点编号

        // 如果是第一个节点
        if (head == nullptr)
        {
            head = node;
            tail = node;
            node->next = nullptr;
        }
        else
        {
            // 将新节点连接到链表尾部
            tail->next = node;
            tail = node; // 更新尾节点
            node->next = nullptr;
        }
    }

    return head;
}

// 释放链表
void free_list(PNode head)
{
    // 内存释放函数
    // 当前节点指针
    if (head == NULL)
    {
        cout << "链表为空" << endl;
        return;
    }
    while (head != NULL)
    {                      // 遍历链表
        PNode temp = head; // 临时保存当前节点
        head = head->next; // 移动到下一个节点
        free(temp);        // 释放原节点内存
    }
}

void print_list(PNode *head)
{

    // 检查链表是否为空
    if (*head == NULL)
    {
        printf("链表为空\n");
        return;
    }
    PNode current = *head; // 使用临时变量避免修改传入的 head 指针
    // 遍历整个链表，包括最后一个节点
    while (current) // 修改为 head 而不是 head->next
    {
        printf("当前节点为:%d,节点数据为%s\n", current->num, current->data);
        current = current->next;
    }
}

/*
task     : 1.从指定位置插入节点
           2.创建一个有序链表，根据value值排序
*/
void update_data(PNode head, int value)
{
    PNode temp = head;
    while (temp)
    {
        if (value == temp->num)
        {
            // 找到指定节点
            // 先清空原始数据
            memset(temp->data, 0, sizeof(temp->data));
            cout << "请输入要更改的节点数据：" << endl;
            cin >> temp->data;
            cout << "节点数据更新成功" << endl;
            printf("更改后的数据为%s\n", temp->data);
            return;
        }

        temp = temp->next;
    }
}
void insert_node(PNode head)
{
    PNode temp = head;

    PNode new_node = (PNode)malloc(sizeof(Node));
    if (new_node == NULL)
    {
        printf("内存分配失败！\n");
        exit(1);
    }
    memset(new_node, 0, sizeof(Node));
    cout << "请输入插入节点的序号" << endl;
    cin >> new_node->num;
    cout << "请输入插入节点的数据" << endl;
    cin >> new_node->data;
    while (temp)
    {

        if (temp->num >= new_node->num)
        {
            if (temp->num == new_node->num)
            {
                new_node->next = temp; // 调整后续链表
            }
            temp->num = temp->num + 1; // 节点序号递增
        }

        temp = temp->next;
    }
    //设置前一位node的next为new_node
    temp = head;
    while (temp)
    {
        if ((temp->num) + 1 == new_node->num)
        {
            temp->next = new_node;
            break; // 遍历链表找到插入的位置
        }
    }
}

int main()
{
    PNode head;
    head = linked_create_head1();
    print_list(&head);
    insert_node(head);
    print_list(&head);
    update_data(head, 1);
    print_list(&head);
    free_list(head);
    return 0;
}

关于insert节点理解：

我们这里要想插入一个节点就得先找到它的序号前一位和后一位，所以我们将前一位node的next指向new_node，将new_node的next指向后一位node，将后几位node的序号各加一

本篇用于记录学习，如有问题欢迎指出