C 语言学习：链表的全面解析（含算法实现的可视化，容易理解）

C 语言学习：链表的全面解析

在 C 语言的学习旅程中，链表作为一种基础且重要的数据结构，扮演着不可或缺的角色。它与数组等线性结构有着显著的区别，独特的数据存储方式和操作特性，使其在许多场景下都能发挥出强大的作用。本文将深入探讨链表的相关知识，带你全面掌握链表的奥秘。

链表的数据结构

链表是一种物理存储单元上非连续、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。链表由一系列结点组成，每个结点包含两个部分：一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域。

这就好比一条铁链，每个链环相当于一个结点，链环之间的连接点就如同指针，将各个链环按顺序连接起来。

在 C 语言中，我们可以通过结构体来定义链表的节点，代码示例如下：

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

// 定义链表节点结构
struct Node {
   
    int data;       // 数据域，用于存储数据
    struct Node* next;  // 指针域，指向下一个节点
};

上述代码定义了一个名为 Node 的结构体，其中 data 用于存储数据，next 是一个指向 Node 类型结构体的指针，用于指向下一个节点。通过这种方式，我们就构建起了链表的基本单元。

链表的增删改查操作

1. 创建新节点

创建新节点是链表操作的基础。通过动态内存分配为节点分配内存，并初始化节点数据和指针。代码实现如下：

// 创建新节点
struct Node* createNode(int data) {
   
    struct Node* newNode = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
    if (newNode == NULL) {
   
        // 内存分配失败处理
        return NULL;
    }
    newNode->data = data;
    newNode->next = NULL;
    return newNode;
}

在这个函数中，我们使用 malloc 函数为新节点分配内存空间。如果分配成功，则将传入的数据赋值给 data 域，并将 next 指针初始化为 NULL，表示该节点目前是链表的最后一个节点。

图1 链表的结构

2. 插入操作

在链表头部插入新节点

在链表的头部插入新节点是最简单的插入操作，只需要修改头指针即可。

// 在链表头部插入新节点
void insertAtHead(struct Node** head, int data)