单链表

这篇博客详细介绍了单链表的各种操作,包括创建链表、遍历、判断是否为空、计算长度、排序(冒泡排序)、插入、删除以及销毁链表的实现,并对每一步的操作进行了内存分析,提供了完整的功能代码。虽然适用于实践,但不作为考研重点。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

1、链栈

1.2、算法

  • 1、创建链表
    PNODE createList();

  • 2、遍历链表
    void traverseList(PNODE pHead);

  • 3、判断是否为空
    bool isEmpty(PNODE pHead);

  • 4、求链表的长度
    int lengthList(PNODE);

  • 5、插入insertList(pHead,位置,值)
    bool insertList(PNODE pHead,int pos,int val);

  • 6、删除deletetList(pHead,3,&val)(链表,要删除的链表,删除链表放到此处)
    ** bool deleteList(PNODE pHead,int,int*); **

  • 7、排序
    void sortList(PNODE pHead);

  • 8、循环释放
    void destoryList(PNODE pHead);

1.3实现

1.3.1定义数据类型

1.3.1.0功能代码
typedef struct Node
{
    int data;//数据域
	struct Node* pNext;//指针域
}*PNODE,NODE;//PNODE等价于struct Node*
int main()
{
	PNODE pHead = NULL;//等价于struct Node* pHead = NULL;
}
1.3.1.1内存分析

1.3.2创建一个链表

1.3.2.0功能代码
//插入创建一个链表
PNODE createList()
{
	int i;
	int len;             //生成节点的个数
	int val;             //临时用来存放节点的值
	//创建一个不存有效数据的头结点(指的是malloc在堆中分配的NODE烈性的节点),同时创建一个头指针,用头指针指向头结点
	//pHead 是在栈中声明的一个变量,里面存储的是在堆中创建的头结点(malloc创建的)头结点的地址
	PNODE pHead = (PNODE)malloc(sizeof(NODE));
	if(pHead == NULL)
	{
		printf("分配头结点失败,程序中止!");
		exit(-1);
	}
	//声明一个链表节点类型的临时指针用于插入节点时的中间变量,此我们成pTail为头指针
	PNODE p = pHead;
	p->pNext = NULL;

	printf("请输入你要生成链表的节点的个数\n");
	scanf("%d",&len);
	for(i = 0;i < len;i++)
	{
		printf("请输入您生成链表的地%d个节点的值",(i + 1));
		scanf("%d",&val);
		PNODE pNew = (PNODE)malloc(sizeof(NODE));//分配一个临时节点,用来存放节点中的数据,然后把它挂载到头结点后面
		if(pHead == NULL)
		{
		    printf("分配头结点失败,程序中止!");
		    exit(-1);
		}
		/*
		pNew->data = val;
		pHead->pNext = pNew;
		pNew->pNext = NULL;
		*/
		//利用为指针多为中间变量来实现
		pNew->data = val;
		p->pNext = pNew;//本质是把新节点挂载到头结点上
		pNew->pNext = NULL;
		p = pNew;//必须有此语句

	}
	return pHead;

}


1.3.2.1内存分析

1.3.3遍历链表

1.3.3.0功能代码
//遍历
void traverseList(PNODE pHead)//形参是属于局部变量
{
   
	if(pHead == NULL)
	{
		printf("链表已经被释放\n");
		return ;
	}
	//声明一个头指针p便于操作	
	PNODE p = pHead->pNext;
	while(NULL != p)
	{
		printf("%d\n",p->data);
		p = p->pNext;
	}
	printf("\n");

}


1.3.3.1内存分析

在这里插入图片描述

1.3.4判断链表是否为空

1.3.4.0功能代码
//判断链表是否为空
bool isEmpty(PNODE pHead)//判断是否为空
{
	if(NULL != pHead->pNext)//不为空
		return false;
	else                    //为空
		return true;
}


1.3.4.1内存分析

1.3.5求链表的长度

1.3.5.0功能代码
//求链表的长度
int lengthList(PNODE pHead)
{
	int i = 0;//记录链表节点的个数
	if(isEmpty(pHead))
	{
		i = 0;
	}
	else
	{
		//声明一个头指针
		PNODE p = pHead->pNext;
	    while(NULL != p)
		{
		    i++;
	    	p = p->pNext;
		}
	//	printf("链表的长度为: %d\n",i);

	}
	return i;
	

}
1.3.5.1内存分析

在这里插入图片描述

1.3.6链表排序(基于冒泡)

1.3.6.0功能代码
//排序
void sortList(PNODE pHead)//排序通过函数改变的是主函数中pHead所指向的内存中的数据中的值不需要用指针的引用,也不需要指针的指针,相当于用指针交换两个数的大小,
{
	int i, j, t;
	PNODE p ,q;
	int len = lengthList(pHead);
	//printf("排序中输出链表的长度%d",len);

	/*for(i = 0,p = pHead->pNext; i < len - 1; i++, p = p->pNext)
	{
		for(j = i + 1,q = p->pNext; j < len; j++,q = q->pNext)
		{
		
			if(a[i] > a[j])
			{
				t = a[i];
				a[i] = a[j];
				a[j] = t;
			
			if(p->data > q->data)
			{
				t = p->data;
				p->data = q->data;
				q->data = t;
			}
			}
		}
	}*/
	
	for(i = 0, p = pHead->pNext; i < len - 1; i++,p = p->pNext)
	{
		for(j = i + 1,q = p->pNext; j < len;j ++, q = q->pNext)
		{
			/*
			if(a[i] > a[j])
			{
				t = a[i];
				a[i] = a[j];
				a[j] = t;
				*/
			if(p->data > q->data)
			{
				t = p->data;
				p->data = q->data;
				q->data = t;
			}
			
		}
	}
    return;

}

1.3.6.1内存分析

1.3.7插入

1.3.7.0功能代码
//插入
//在pHead所指向链表的第pos个节点的前面插入一个新的节点,该节点的值是val,pos的值从1开始
bool insertList(PNODE pHead,int pos,int val)
{
	//先判断链表是否为空
	int i = 0;
	//声明一个头指针
	PNODE p = pHead;
	while(NULL != p && i < pos-1)
	{
		p = p->pNext;
		i++;
	}
	if(i > pos-1 || NULL==p)
		return false;
 
	//q->pNext = NULL;
	
	PNODE pNew = (PNODE)malloc(sizeof(NODE));
/*	pNew->data = val;


	PNODE q = p->pNext;
	p->pNext = pNew;//将新节点挂载到pHead上面
	pNew->pNext = q;
	*/
	

	pNew->data = val;


	pNew->pNext = p->pNext;
	p->pNext = pNew;
	
}
1.3.7.1内存分析

1.3.8删除

1.3.8.0功能代码
bool deleteList(PNODE pHead,int pos,int* pVal)//删除算法
{
	//声明一个头指针
	PNODE p = pHead;
	int i = 0;
	while(NULL != p->pNext && i < pos - 1)
	{
		p = p->pNext;
		i++;
	}
	if(i > pos-1 || NULL==p->pNext)
		return false;

	PNODE q = p->pNext;
	*pVal = q->data;//保存要删除的节点数据

	p->pNext = p->pNext->pNext;
	free(q);//释放删除的节点
	q = NULL;
	return true;
}
1.3.8.1内存分析

1.3.9销毁(循环销毁)

1.3.9.0功能代码
//销毁
void destoryList(PNODE &pHead)//此处也可以不用指针的指针来因为我们要销毁的是主函数中头指针所指向的内存,我们只需要在这里找到那块内存然后释放就行了。
{
	//在课堂上学到的链表的释放,一段骗了我一年的垃圾代码
	/*
	free(*pHead);
	if(*pHead != NULL)
	{
		*pHead = NULL;//防止野指针
		printf("链表销毁成功\n");
	}*/
	
     /******************************************************************
	     上面的代码只能释放一个头结点节点,
	     而链表是由多个节点穿在一起的所以我们应该循环释放链表上的每一个节点,
	     要不然就会产生内存泄漏(你就哭晕在厕所吧);
	     
	********************************************************************/
	PNODE  q = pHead;//临时指针用于存放
	while(NULL != q)
	{
		q = pHead;
		q = q->pNext;
	     pHead = pHead->pNext;
		 free(q);
		 if(NULL !=q)
			 q = NULL;
	}
	printf("释放成功");

    return ;
}

1.3.9.1内存分析

完整代码

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

typedef struct Node
{
    int data;//数据域
	struct Node* pNext;//指针域
}*PNODE,NODE;//PNODE等价于struct Node*
//函数声明
PNODE createList();//创建链表
void traverseList(PNODE pHead);//遍历链表

bool isEmpty(PNODE pHead);//判断是否为空
int  lengthList(PNODE);//求链表的长度
bool insertList(PNODE pHead,int pos,int val);//插入insertList(pHead,位置,值)
bool deleteList(PNODE pHead,int,int*);//删除deletetList(pHead,3,&val)(链表,要删除的链表,删除链表放到此处)
void sortList(PNODE pHead);//排序

void destoryList(PNODE pHead);//destoryList(&pHead)

int main()
{
	int wnike;
	PNODE pHead = NULL;//等价于struct Node* pHead = NULL;
	pHead = createList();//创建非循环单链表,并将该链表的首地址返回并赋值给pHead;
	printf("你输入的链表的数据为\n");
	traverseList(pHead);//遍历
/*
	//判断链表是否为空
	if(isEmpty(pHead))
		printf("链表为空\n");
	else
	    printf("链表不为空\n");
*/
    //求链表的长度
	//int i = lengthList(pHead);
//	printf("链表的长度为:%d\n",i);
	printf("给链表排序\n");
	sortList(pHead);
	printf("输出排好序的链表\n");
	traverseList(pHead);
	printf("====================\n");
	/*if(insertList(pHead,6,88))
		printf("插入成功");
	else
		printf("插入失败");
	i = lengthList(pHead);
	printf("链表的长度为%d\n",i);
	printf("输出插入后的链表\n");
	traverseList(pHead);*/
	if(deleteList(pHead,2,&wnike))
	{
		printf("删除成功\n");
		printf("删除的数据为:%d\n",wnike);
		traverseList(pHead);
	}
	else
	{
		printf("删除失败");

	}
	//destoryList(pHead);


	destoryList(pHead);//销毁链表
    if(pHead->pNext !=NULL)
		printf("%d",pHead->data);

	return 0;
}



//插入创建一个链表
PNODE createList()
{
	int i;
	int len;             //生成节点的个数
	int val;             //临时用来存放节点的值
	//创建一个不存有效数据的头结点(指的是malloc在堆中分配的NODE烈性的节点),同时创建一个头指针,用头指针指向头结点
	//pHead 是在栈中声明的一个变量,里面存储的是在堆中创建的头结点(malloc创建的)头结点的地址
	PNODE pHead = (PNODE)malloc(sizeof(NODE));
	if(pHead == NULL)
	{
		printf("分配头结点失败,程序中止!");
		exit(-1);
	}
	//声明一个链表节点类型的临时指针用于插入节点时的中间变量,此我们成pTail为头指针
	PNODE p = pHead;
	p->pNext = NULL;

	printf("请输入你要生成链表的节点的个数\n");
	scanf("%d",&len);
	for(i = 0;i < len;i++)
	{
		printf("请输入您生成链表的地%d个节点的值",(i + 1));
		scanf("%d",&val);
		PNODE pNew = (PNODE)malloc(sizeof(NODE));//分配一个临时节点,用来存放节点中的数据,然后把它挂载到头结点后面
		if(pHead == NULL)
		{
		    printf("分配头结点失败,程序中止!");
		    exit(-1);
		}
		/*
		pNew->data = val;
		pHead->pNext = pNew;
		pNew->pNext = NULL;
		*/
		//利用为指针多为中间变量来实现
		pNew->data = val;
		p->pNext = pNew;//本质是把新节点挂载到头结点上
		pNew->pNext = NULL;
		p = pNew;//必须有此语句

	}
	return pHead;

}



//遍历
void traverseList(PNODE pHead)//形参是属于局部变量
{
   
	if(pHead == NULL)
	{
		printf("链表已经被释放\n");
		return ;
	}
	//声明一个头指针p便于操作	
	PNODE p = pHead->pNext;
	while(NULL != p)
	{
		printf("%d\n",p->data);
		p = p->pNext;
	}
	printf("\n");

}

//判断链表是否为空
bool isEmpty(PNODE pHead)//判断是否为空
{
	if(NULL != pHead->pNext)//不为空
		return false;
	else                    //为空
		return true;
}


//求链表的长度
int lengthList(PNODE pHead)
{
	int i = 0;
	if(isEmpty(pHead))
	{
		i = 0;
	}
	else
	{
		//声明一个头指针
		PNODE p = pHead->pNext;
	    while(NULL != p)
		{
		    i++;
	    	p = p->pNext;
		}
		
		
		
		
		
	//	printf("链表的长度为: %d\n",i);

	}
	return i;
	

}
//排序
void sortList(PNODE pHead)//排序通过函数改变的是主函数中pHead所指向的内存中的数据中的值不需要用指针的引用,也不需要指针的指针,相当于用指针交换两个数的大小,
{
	int i, j, t;
	PNODE p ,q;
	int len = lengthList(pHead);
	//printf("排序中输出链表的长度%d",len);

	/*for(i = 0,p = pHead->pNext; i < len - 1; i++, p = p->pNext)
	{
		for(j = i + 1,q = p->pNext; j < len; j++,q = q->pNext)
		{
		
			if(a[i] > a[j])
			{
				t = a[i];
				a[i] = a[j];
				a[j] = t;
			
			if(p->data > q->data)
			{
				t = p->data;
				p->data = q->data;
				q->data = t;
			}
			}
		}
	}*/
	
	for(i = 0, p = pHead->pNext; i < len - 1; i++,p = p->pNext)
	{
		for(j = i + 1,q = p->pNext; j < len;j ++, q = q->pNext)
		{
			/*
			if(a[i] > a[j])
			{
				t = a[i];
				a[i] = a[j];
				a[j] = t;
				*/
			if(p->data > q->data)
			{
				t = p->data;
				p->data = q->data;
				q->data = t;
			}
			
		}
	}
    return;

}
//插入
//在pHead所指向链表的第pos个节点的前面插入一个新的节点,该节点的值是val,pos的值从1开始
bool insertList(PNODE pHead,int pos,int val)
{
	//先判断链表是否为空
	int i = 0;
	//声明一个头指针
	PNODE p = pHead;
	while(NULL != p && i < pos-1)
	{
		p = p->pNext;
		i++;
	}
	if(i > pos-1 || NULL==p)
		return false;
 
	//q->pNext = NULL;
	
	PNODE pNew = (PNODE)malloc(sizeof(NODE));
/*	pNew->data = val;


	PNODE q = p->pNext;
	p->pNext = pNew;//将新节点挂载到pHead上面
	pNew->pNext = q;
	*/
	

	pNew->data = val;


	pNew->pNext = p->pNext;
	p->pNext = pNew;
	
}


bool deleteList(PNODE pHead,int pos,int* pVal)//删除算法
{
	//声明一个头指针
	PNODE p = pHead;
	int i = 0;
	while(NULL != p->pNext && i < pos - 1)
	{
		p = p->pNext;
		i++;
	}
	if(i > pos-1 || NULL==p->pNext)
		return false;

	PNODE q = p->pNext;
	*pVal = q->data;//保存要删除的节点数据

	p->pNext = p->pNext->pNext;
	free(q);
	q = NULL;
	return true;

}
//销毁
void destoryList(PNODE &pHead)//此处也可以不用指针的指针来因为我们要销毁的是主函数中头指针所指向的内存,我们只需要在这里找到那块内存然后释放就行了。
{
	
	/*
	//在课堂上学到的链表的是放,一段骗了我一年的垃圾代码
	free(*pHead);
	if(*pHead != NULL)
	{
		*pHead = NULL;//防止野指针
		printf("链表销毁成功\n");
	}*/
     /*
	     上面的代码只能释放一个节点,而链表是由多个节点穿在一起的所以我们应该循环释放链表上的每一个节点;
	*/
	PNODE  q = pHead;
	while(NULL != q)
	{
		q = pHead;
		q = q->pNext;
	     pHead = pHead->pNext;
		 free(q);
		 if(NULL !=q)
			 q = NULL;
	}
	printf("释放成功");

    return ;
}



*/

链表的应用(比考研灵活)

  • 去年暑假练的代码。算法实现思想有时间在补充

3、应用型(不适合考研)

#ifndef LINKLIST_H//防止头文件被重复包含
#define LINKLIST_H

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


//链表的节点
typedef struct LINKNODE
{
	//int data;
	void* data;//无数据类型指针可以指向任意数据类型的变量
	struct LINKNODE* pNext;
}LinkNode;
//链表的结构体
typedef struct LINKLIST
{
	LinkNode* head;
	int size;
	//不需要容量,根据所需申请内存
}LinkList;
//回调函数
//打印函数  指针
typedef void(*PRINTLINKLIST)(void*);//指针变量的名为PRINTLINKLIST,指向的函数返回值为void 且函数的参数为void*即任意类型


/*
指向函数的指针
 类型名(*指针变量名)(函数参数列表)
 int(*p)(int,int)//指向函数返回值为int类型且有两个整形参数的函数   指针变量名为p
 void(*p)(int,int)//指向函数返回值为任意类型且有两个整形参数的函数   指针变量名为p
*/




//初始化链表(返回一个结构体)
LinkList* Init_LinkList();

//向指定的位置插入数据
void Insert_LinkList(LinkList* list, int pos, void* data);

//删除指定位置的值
void RemovaByPos_LinkList(LinkList* list,int pos);

//查找某个值
int Find_LinkList(LinkList* list, void* data);

//打印链表的节点
void Print_LinkList(LinkList* list,PRINTLINKLIST print);

//获得链表的长度
int Size_LinkList(LinkList* list);
#include"LinkList.h"

//初始化链表(返回一个结构体)
LinkList* Init_LinkList()
{
	LinkList* list = (LinkList*)malloc(sizeof(LinkList));
	list->size = 0;
	//定义头结点不包含任何数据
	list->head = (LinkNode*)malloc(sizeof(LinkNode));
	list->head->data = NULL;
	list->head ->pNext = NULL;
	
	return list;
}

//向指定的位置插入数据
void Insert_LinkList(LinkList* list, int pos, void* data)
{
	int i;
	if(list ==NULL)
		return;
	if(data == NULL)
		return;
	//如果越界则让他插入到最后一个位置友好处理
	if(pos<0 || pos >list->size)
		pos = list->size;
	//1、创建新节点

	LinkNode* newNode = (LinkNode*)malloc(sizeof(LinkNode));
	newNode->data = data;
	newNode->pNext = NULL;


	//2、找插入位置
	//辅助指针变量
	LinkNode* pCurrent = list->head;
	for(i = 0;i < pos;i++)
	{
		pCurrent = pCurrent->pNext;
	}
	//3、新节点插入链表
	newNode->pNext = pCurrent->pNext;
	pCurrent->pNext = newNode;
	list->size++;

}

//删除指定位置的值
void RemovaByPos_LinkList(LinkList* list,int pos)
{
	int i;
	if(list == NULL)
		return;
	if(pos < 0 || pos >= list->size)
		return;
	//查找删除节点的前一个节点
	//创建辅助指针又叫头指针
	LinkNode* pCurrent = list->head;
	for(i = 0; i<pos;i++)
	{
		pCurrent = pCurrent->pNext;
		
	}
	//缓存要删除节点的数据
	LinkNode* pDel = pCurrent->pNext;
	pCurrent->pNext = pDel->pNext;//pCurrent->pNext = pCurrent->pNext->pNext;
	free(pDel);
	list->size--;
	
	
}

//查找某个值
//返回的i就是值的位置,0表示不存在
int Find_LinkList(LinkList* list, void* data)
{
	int i= 0;
	if(list ==NULL)
		return 0;
	if(data == NULL)
		return 0;
	//遍历查找
	LinkNode* pCurrent = list->head->pNext;//此时指向的才是第一个有效的数据
	while(pCurrent != NULL)
	{
		if(pCurrent->data == data)
		{
			break;
		}
		i++;
		pCurrent = pCurrent->pNext;
	}
	return i;
}

//打印链表的节点
void Print_LinkList(LinkList* list,PRINTLINKLIST print)
{
	//定义赋值指针变量
	LinkNode* pCurrent = list->head->pNext;
	while(pCurrent != NULL)
	{
		print(pCurrent->data);//把值传进用户定义的函数
		pCurrent = pCurrent->pNext;
	}

}

//获得链表的长度
int Size_LinkList(LinkList* list)
{
	return list->size;
}

//返回第一个节点的数据
void* Front_LinkList(LinkList* list)
{
	return list->head->pNext->data;
}

//释放链表的内存
void FreeSpace_LinkList(LinkList* list)
{
	if(list == NULL)
		return;
	//辅助指针
	LinkNode* pCurrent = list->head;
	while(pCurrent != NULL)
	{
		//缓存下一个节点
		LinkNode* r = pCurrent->pNext;
		free(pCurrent);
		pCurrent = r;
		

	}
	list->size = 0;
	free(list);

	
}

3.1插入分析:

//向指定的位置插入数据
void Insert_LinkList(LinkList* list, int pos, void* data)
{
	int i;
	if(list ==NULL)
		return;
	if(data == NULL)
		return;
	//如果越界则让他插入到最后一个位置友好处理
	if(pos<0 || pos >list->size)
		pos = list->size;
	//1、创建新节点

	LinkNode* newNode = (LinkNode*)malloc(sizeof(LinkNode));
	newNode->data = data;
	newNode->pNext = NULL;


	//2、找插入位置
	//辅助指针变量
	LinkNode* pCurrent = list->head;
	for(i = 0;i < pos;i++)
	{
		pCurrent = pCurrent->pNext;
	}
	//3、新节点插入链表
	newNode->pNext = pCurrent->pNext;
	pCurrent->pNext = newNode;
	list->size++;

}

3.2分析图

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