C语言线性表实现：单链表

已于 2023-01-20 12:27:29 修改
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分类专栏： 数据结构C语言 文章标签： c语言 链表 开发语言
于 2023-01-06 18:26:38 首次发布
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C语言指针详解

目录:

概念理解：

线性表：逻辑结构
单链表：使用链式存储方式实现的线性表

数据类型重命名：typedef <数据类型> <别名>
LNode：struct LNode的重命名写法
LinkList：指向LNode类型结构体的指针的重命名写法。（LinkList=struct LNode* =LNode*）

LNode*和LinkList区别：没有区别！不要被误导，都是普通的指针而已：
1.指针类型：struct LNode *
2.指针指向元素的类型：struct LNode,即结点类型。
3.指针返回值：返回所指向结点的内存地址。
4.唯一的小区别：LNode *更强调该指针指向的是一个结点，LinkList更强调该指针是一个头指针。

点（.）是用于结构体变量访问成员，箭头（->）是用于指向结构体的指针访问成员。
链表这一块一般都是先获取指向某个结点的指针，再通过指针访问该结点的data和next成员变量。

记住链表最后一个结点的后继指针(next)要置空，删除结点后记得使用free()函数释放该结点内存空间。（这条的作用主要是提高代码规范的）

单链表结构体：

typedef struct LNode{
	int data;
	struct LNode* next;
} LNode,*LinkList;

初始化单链表，创建头结点：

bool InitList(LinkList &L){//初始化单链表，传入头指针
	L = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));//初始化头结点，头指针指向该结点
	L->next = NULL;//头结点后继结点为空
	return true;	
}

头插：

LinkList List_HeadInsert(LinkList &L){//头插法
	LNode* s;//指针s指向要插入到链表中的结点
	int x;//x接收控制台输入的数据
	scanf("%d",&x);
	while(x != 9999){//如果控制台不输入9999就会一直循环
		s = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));//动态开辟一块LNode型的内存空间，将结点s指向该内存空间
		s->data = x;//设置结点的数据域
		s->next = L->next;
		L->next = s;
		scanf("%d",&x);//再次控制台输入
	}
	return L;//返回插入后的链表
}

尾插：

LinkList List_TailInsert(LinkList &L){//尾插法
	LNode* s;//指针s指向要插入到链表中的结点
	LNode* p = L;//p始终指向表尾结点
	int x;//x接收控制台输入的数据
	scanf("%d",&x);
	while(x != 9999){
		s = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));
		s->data = x;
		p->next = s;
		p = s;
		scanf("%d",&x);//再次控制台输入
	}
	p->next = NULL;//养成习惯，链表最后一个结点后继指针置空
	return L;                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    
}

按位查找：

LNode* GetElem(LinkList L,int i){//按位查找
	LNode* p = L->next;//指针p指向第一个非空结点
	int j = 1;//当前指针p位于第几个结点
	while(p != NULL && j < i){//循环到指针p指向第i个结点
		p = p->next;
		j++;
	}
	if(p != NULL){
		return p;//指针p当前指向的结点即为要查找的结点
	}
	return NULL;
}

按值查找：

LNode* LocateElem(LinkList L,int e){//按值查找
	LNode* p = L->next;//指针p指向第一个非空结点
	while(p != NULL){	
		if(p->data == e){
			return p;//返回指向第一个符合条件的结点的指针
		}else{
			p = p->next;
		}
	}
	return NULL;
}

插入结点：

bool ListInsert(LinkList &L,int i,int e){//插入结点
	LNode* s = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));//开辟一块新结点，让指针s指向该结点
	s->data = e;
	//复习malloc：开辟一块内存空间，返回一个指向该内存空间的指针
	LNode* p = GetElem(L,i-1);//获取指向链表中i-1位置结点的指针
	s->next = p->next;
	p->next = s;
	return true;
}

删除结点：

bool ListDelete(LinkList &L,int i){//删除结点
	LNode* p = GetElem(L,i-1);//获取指向链表中i-1位置结点的指针
	LNode* q = p->next;//q指针指向链表中第i个结点
	p->next = p->next->next;
	free(q);//注意要释放存储空间
	return true;
}

获取单链表长度：

int getLength(LinkList &L){//获取链表长度（不含头结点）
	LNode* p = L->next;//指针p指向头结点
	int sum = 0;
	while(p!=NULL){
		sum++;//当前指针指向的结点不为空就+1
		p = p->next;//然后指针后移一位，指向下一结点
	}
	return sum;
}

打印单链表信息：

void printList(LinkList &L){//打印单链表
	LNode* p = L->next;//指针p指向头结点
	while(p!=NULL){
		printf("%d->",p->data);
		p = p->next;//然后指针后移一位，指向下一结点
	}
	printf("\n");
}

测试：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>//使用malloc和free关键字需要引入这个库

typedef struct LNode{
	int data;
	struct LNode* next;
} LNode,*LinkList;

bool InitList(LinkList &L){//初始化单链表，传入头指针
	L = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));//初始化头结点，头指针指向该结点
	L->next = NULL;//头结点后继结点为空
	return true;	
}

LinkList List_HeadInsert(LinkList &L){//头插法
	LNode* s;//指针s指向要插入到链表中的结点
	int x;//x接收控制台输入的数据
	scanf("%d",&x);
	while(x != 9999){//如果控制台不输入9999就会一直循环
		s = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));//动态开辟一块LNode型的内存空间，将结点s指向该内存空间
		s->data = x;//设置结点的数据域
		s->next = L->next;
		L->next = s;
		scanf("%d",&x);//再次控制台输入
	}
	return L;//返回插入后的链表
}

LinkList List_TailInsert(LinkList &L){//尾插法
	LNode* s;//指针s指向要插入到链表中的结点
	LNode* p = L;//p始终指向表尾结点
	int x;//x接收控制台输入的数据
	scanf("%d",&x);
	while(x != 9999){
		s = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));
		s->data = x;
		p->next = s;
		p = s;
		scanf("%d",&x);//再次控制台输入
	}
	p->next = NULL;//养成习惯，链表最后一个结点后继指针置空
	return L;                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    
}

LNode* GetElem(LinkList L,int i){//按位查找
	LNode* p = L->next;//指针p指向第一个非空结点
	int j = 1;//当前指针p位于第几个结点
	while(p != NULL && j < i){//循环到指针p指向第i个结点
		p = p->next;
		j++;
	}
	if(p != NULL){
		return p;//指针p当前指向的结点即为要查找的结点
	}
	return NULL;
}

LNode* LocateElem(LinkList L,int e){//按值查找
	LNode* p = L->next;//指针p指向第一个非空结点
	while(p != NULL){	
		if(p->data == e){
			return p;//返回指向第一个符合条件的结点的指针
		}else{
			p = p->next;
		}
	}
	return NULL;
}

bool ListInsert(LinkList &L,int i,int e){//插入结点
	LNode* s = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));//开辟一块新结点，让指针s指向该结点
	s->data = e;
	//复习malloc：开辟一块内存空间，返回一个指向该内存空间的指针
	LNode* p = GetElem(L,i-1);//获取指向链表中i-1位置结点的指针
	s->next = p->next;
	p->next = s;
	return true;
}

bool ListDelete(LinkList &L,int i){//删除结点
	LNode* p = GetElem(L,i-1);//获取指向链表中i-1位置结点的指针
	LNode* q = p->next;//q指针指向链表中第i个结点
	p->next = p->next->next;
	free(q);//注意要释放存储空间
	return true;
}

int getLength(LinkList &L){//获取链表长度（不含头结点）
	LNode* p = L->next;//指针p指向头结点
	int sum = 0;
	while(p!=NULL){
		sum++;//当前指针指向的结点不为空就+1
		p = p->next;//然后指针后移一位，指向下一结点
	}
	return sum;
}

void printList(LinkList &L){//打印单链表
	LNode* p = L->next;//指针p指向头结点
	while(p!=NULL){
		printf("%d->",p->data);
		p = p->next;//然后指针后移一位，指向下一结点
	}
	printf("\n");
}

int main(){
	LinkList L1;//创建一个头指针
	InitList(L1);//初始化单链表（创建头结点）
	List_TailInsert(L1);//尾插法
	printList(L1);
	printf("单链表6号位置的数据域：%d\n",GetElem(L1,6)->data);
	printf("数据域为2的结点在单链表中的位置：%d\n",LocateElem(L1,2)->data);	
	ListInsert(L1,3,5);//插入5作为第三个结点
	printList(L1);
	ListDelete(L1,4);//删除第四个结点
	printList(L1);
	printf("当前链表长度：%d\n",getLength(L1));
	return 0;
}

在这里插入图片描述

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上次我们已经看过顺序表的实现方式，这次来看看单链表的实现。还是老规矩：程序在码云上可以下载。 地址：https://git.oschina.net/601345138/DataStructureCLanguage.git如果你对单链表的基本概念还不清楚请看这个PPT，里面有一些动态演示可以帮助你更好的理解单链表的各种操作： https://wenku.baidu.com/view/86874
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