完整教程：C语言链表设计及应用

链表

链表
节点
设计链表项目
链表中的传址调用
检查申请空间
链表尾插
链表头插
链表尾部删除
链表头部删除
链表的查找
指定位置之前插入
指定位置之后插入数据
删除指定位置（节点）数据
删除指定位置（节点）之后的数据
链表的销毁

前面学习了顺序表，在顺序表中，虽然可以用动态内存开辟的方法来灵活改变空间大小，但顺序表本身仍然存在着一些局限性：

头插/尾插中，每插入一次数据，其它数据要提前挪动以空出空间。
开辟空间是以现有空间的倍数进行的，一般为2~3倍。

而随之带来空间和时间两个方向上的问题：

数据频繁地挪动需要占用时间和性能。
空间开辟后还是会不可避免的浪费。

链表

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（也叫节点、结点）链接次序实现的。

在这里插入图片描述

节点

节点组成部分：

数据（实际往往是运用 / 保存指针）
指向下一个节点的指针

定义链接的节点结构：

struct SlistNode //single list node 单链表
{
int data;
struct SlistNode* next;
};

设计链表项目

文件有
源文件：Slist.c、test.c
头文件：Slist.h

链表中的传址调用

链表中，经常会出现函数传值调用的错误。

如图，想要改变链表plist，就要传址操作。而其本身就是地址，因此函数的参数类型应该是二级指针。

链表的创建是下面这两行代码，创建数据和指向下一个节点的指针。数据要开辟空间，所以内容使用指针接收。
SN* Node1 = (SN*)malloc(sizeof(SN));
Node1->Data = 21;

检查申请空间

在对链表进行操作（尤其是增删）的时候，要先对空间进行检查，防止内存溢出或者越界访问。
此函数，申请成功返回新节点，失败报错。
SN* Creat_newlistNode(DataType i)
{
SN* newNode = (SN*)malloc(sizeof(SN));
if (newNode == NULL)
{
perror("malloc");
exit(1);
}
newNode->Data = i;
newNode->next = NULL;
return newNode;
}
此函数真正使用如下：
SN* newNold = Creat_newlistNode(i);
//创建一个保存数据i的链表。

链表尾插

先考虑非空链表
链表尾插，遍历链表找尾，将要插入的节点放到最后。
接着，要考虑无法遍历的情况——空链表。
以上思路完成后，考虑将代码更为严谨、完善。如指针的合法等。
最后进行最终的测试。（每完成一个功能，也就应该测试一次。）
void SNPushBack(SN** pphead, DataType i)
{
assert(pphead);
SN* new = Creat_newlistNode(i);
assert(new);
//空链表和非空链表
if (*pphead==NULL)
{
*pphead = new;
}
else
{
SN* ptail = *pphead;
while (ptail->next)
{
ptail = ptail->next;
}
ptail->next = new;
}
}

链表头插

现申请一个新的节点newnold。
将新节点和原有链表连接起来，并且新节点将作为头结点使用。
void SNPushFront(SN** pphead, DataType i)
{
assert(pphead);
SN* newNold = Creat_newlistNode(i);
newNold->next= *pphead;
*pphead = newNold;
//空链表、非空链表都需要考虑（此代码两者都已通过）
}

链表尾部删除

链表的尾删，分为两个方向考虑：存在一个节点、存在多个节点。
判断一个节点时，直接删除
多个节点时，循环找到最后一个（并且保留前一个），然后删除并将保留的那个指针指向置为空。
void SNPopBack(SN** pphead)
{
assert(pphead &&
*pphead);
//分为只有一个节点、多个节点
if ((*pphead)->next == NULL)// -> 优先级高于 *
{
free(*pphead);
*pphead = NULL;
}
else
{
SN* ptail = *pphead;
SN* prev = *pphead;
while (ptail->next)
{
prev = ptail;
ptail = ptail->next;
}
free(ptail);
ptail = NULL;
prev->next = NULL;
}
}

链表头部删除

头删只需要将链表指向改为下一个（在更改指向前创建临时变量保存），
后使用临时变量释放掉第一个节点的空间。
最后一步是测试，多个节点、一个节点是否有问题。
void SNPopFront(SN** pphead)
{
assert(pphead&&
*pphead);
SN* tmp = (*pphead)->next;
free(*pphead);
*pphead = tmp;
}

链表的查找

链表的修改，只需遍历寻找即可。
由于查找不涉及链表修改，因此函数参数的形参为一级指针。
往后遍历直到找到即可：
SN* FindSN(SN* phead, DataType i)
{
assert(phead);
SN* tmp = phead;
while (tmp)
{
if (tmp->Data == i)
{
return tmp;
}
tmp = tmp->next;
}
return NULL;
}
在此函数的使用时，不要给参数带上 & 符号！！！（链表节名本身就是地址类型不可再乱加&）
void test3()
{
SN* one = NULL;
SNPushBack(&one, 99);
SNPushBack(&one, 88);
SNPushBack(&one, 77);
SNPushBack(&one, 66);
SNPushBack(&one, 55);
SNPushBack(&one, 44);
SNPrint(one);
SN* find=FindSN(one, 66);
//注意此时不涉及改变不需要使用 & 符号
if (find==NULL)
{
printf("找不到");
}
else
{
printf("可以找到%d", find->Data);
}
}

指定位置：使用上面用于查找链表的函数，返回值即是这个位置

指定位置之前插入

首先考虑正常情况的多个节点。
链表中，只能由前找后，不能从后找到前。
因此确立分清三个节点：插入节点之前的节点，插入的节点，指点位置的节点。
创建插入的节点后，建立三个结点之间的联系。
再考虑特殊情况（只有一个节点的时候）
此时插入原理就是头插。
不需考虑无节点情况。
void SNInsert(SN** pphead, SN* pos, DataType i)//指定位置之前插入数据
{
assert(*pphead);
assert(pphead);
SN* NewNold = Creat_newlistNode(i);
//分为一个节点、多个节点
if (*pphead == pos)
{
SNPushFront(pphead,i);
}
else
{
SN* prev = *pphead;
while (prev->next != pos)
{
prev = prev->next;
}
prev->next = NewNold;
NewNold->next = pos;
}
}

指定位置之后插入数据

参数只需要指定的位置和数据即可。
void SNInsertAfter(SN* pos, DataType i)
{
assert(pos);
SN* NewNold = Creat_newlistNode(i);
NewNold->next = pos->next;
pos->next = NewNold;
}
需要特别提出来说明的是，这两句代码的顺序问题。
NewNold->next = pos->next;
//1
pos->next = NewNold;
//2
如果顺序颠倒，先进行
pos->next = NewNold;
//2
再进行
NewNold->next = pos->next;
//1
造成的结果等价于NewNold->next = NewNold，这个代码将会自己指向自己。

删除指定位置（节点）数据

指定位置删除数据，先考虑正常多节点情况
依旧需要弄清楚：删除位置之前的节点、删除位置的节点、删除位置之后的节点。
使用循环找到删除位置之前的节点，然后与后面的节点建立连接。
此时链表之中已不存在要删除的节点，但是空间没有释放一定要释放空间。

我们会发现，如果是一个节点，我们要指定位置删除。
代码并不适用。
所以要分情况来执行代码，使用 if 语句将两种情况分开讨论。
一个节点，指定位置删除的操作其实就是头删。拷贝或调用函数都可以。

void SNErase(SN** pphead, SN* pos)//指定位置删除数据
{
assert(pphead &&
*pphead);
assert(pos);
if (pphead == pos)
{
(*pphead)->next = NULL;
//或者头删函数也行
//SNPopFront(pphead);
}
else
{
SN* prev = *pphead;
while (prev->next != pos)
{
prev = prev->next;
}
prev->next = pos->next;
free(pos);
pos = NULL;
}
}

删除指定位置（节点）之后的数据

删除指定位置之后的数据，思路如下：
保存这个数据（指定位置之后的数据的位置）
链表重新建立连接（这一步完成后，链表中将不存在指定位置之后的>数据）
根据预先保存的数据找到被删除的数据，将其从内存中删除。
void SNEraseAfter(SN* pos)
{
assert(pos && pos->next);
// -> 优先级大于 &&
SN* del = pos->next;
pos->next = del->next;
free(del);
del = NULL;
}

在测试时，出现了错误，记录下来：
在测试指定位置删除时，使用findSN函数找到位置find，然后删除了这个位置的节点。后面又想测试指定位置之后删除，可是find这个位置的节点已经被删除，所以无法找到find，更无法找到find后面的节点了。

链表的销毁

链表是一个一个创建的，销毁也是一个一个的销毁。
思路是：创建两个指针，一个指针销毁节点使用，一个指针保存下一个节点。循环直到链表结束。
void DestorySN(SN** pphead)
{
assert(pphead &&
*pphead);
SN* pcur = *pphead;
while (pcur)
{
SN* next = pcur->next;
free(pcur);
pcur = next;
}
*pphead = NULL;
}

以上就是我对于单链表的学习记录了，单链表的理论到此结束。

posted on 2025-09-11 10:54 ljbguanli 阅读(15) 评论(0) 收藏举报

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