【C/C++】链表

链表是一种常见的数据结构，用于动态存储数据。它由一系列节点组成，每个节点包含数据部分和指向下一个节点的指针。链表可以动态增长或缩减，非常适合需要频繁插入和删除操作的场景。

链表的基本类型

• 单链表：每个节点只包含一个指向下一个节点的指针。
• 双链表：每个节点包含两个指针，分别指向前一个节点和后一个节点。
• 循环链表：链表的最后一个节点指向第一个节点，形成一个环。

单链表的实现

以下是一个简单的单链表在C语言中的实现示例，包括创建链表、插入节点、删除节点和打印链表的功能。

节点结构体定义

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

// 定义链表节点结构体
typedef struct Node {
    int data;            // 数据部分
    struct Node* next;   // 指向下一个节点的指针
} Node;

创建新节点

// 创建新节点
Node* createNode(int data) {
    Node* newNode = (Node*)malloc(sizeof(Node));
    newNode->data = data;
    newNode->next = NULL;
    return newNode;
}

在链表头部插入节点

// 在链表头部插入新节点
void insertAtHead(Node** head, int data) {
    Node* newNode = createNode(data);
    newNode->next = *head;
    *head = newNode;
}

在链表尾部插入节点

// 在链表尾部插入新节点
void insertAtTail(Node** head, int data) {
    Node* newNode = createNode(data);
    if (*head == NULL) {
        *head = newNode;
    } else {
        Node* temp = *head;
        while (temp->next != NULL) {
            temp = temp->next;
        }
        temp->next = newNode;
    }
}

删除节点

// 删除链表中指定数据的节点
void deleteNode(Node** head, int data) {
    Node* temp = *head;
    Node* prev = NULL;

    // 如果要删除的节点是头节点
    if (temp != NULL && temp->data == data) {
        *head = temp->next;
        free(temp);
        return;
    }

    // 查找要删除的节点
    while (temp != NULL && temp->data != data) {
        prev = temp;
        temp = temp->next;
    }

    // 如果没有找到节点
    if (temp == NULL) return;

    // 断开节点
    prev->next = temp->next;
    free(temp);
}

打印链表

// 打印链表
void printList(Node* head) {
    Node* temp = head;
    while (temp != NULL) {
        printf("%d -> ", temp->data);
        temp = temp->next;
    }
    printf("NULL\n");
}

主函数

int main() {
    Node* head = NULL;

    insertAtHead(&head, 1);
    insertAtHead(&head, 2);
    insertAtHead(&head, 3);

    printf("链表内容: ");
    printList(head);

    insertAtTail(&head, 4);
    printf("在尾部插入4后: ");
    printList(head);

    deleteNode(&head, 2);
    printf("删除值为2的节点后: ");
    printList(head);

    return 0;
}

总结

以上是一个基本的单链表的实现示例。链表是非常灵活的数据结构，可以根据需求进行扩展和修改。例如，可以实现双向链表、循环链表，或者在链表中加入更多的操作方法，如排序、查找等。在实际应用中，选择合适的数据结构和算法，可以大大提高程序的效率和性能。