单链表初始化——理论知识和可运行代码（初稿）

一、理论知识

二、可运行代码（初始化）

（1）不带头节点

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

// 定义单链表节点结构体
typedef struct LNode {
    int data;          // 数据域
    struct LNode *next; // 指针域
} LNode, *LinkList;

// 初始化单链表（不带头结点）
bool InitList(LinkList &L) {
    L = NULL; // 初始化为空链表，不创建头结点
    return true;
}

int main() {
    LinkList L;
    if (InitList(L)) { // 初始化单链表
        printf("单链表初始化成功\n");
    } else {
        printf("单链表初始化失败\n");
    }
    return 0;
}

（2）带头节点

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

// 定义单链表节点结构体
typedef struct LNode {
    int data;           // 数据域
    struct LNode *next; // 指针域
} LNode, *LinkList;

// 初始化单链表（带头结点）
bool InitList(LinkList &L) {
    L = (LNode *)malloc(sizeof(LNode)); // 创建头结点
    if (L == NULL) { // 内存分配失败
        return false;
    }
    L->next = NULL; // 初始化为空链表
    return true;
}

int main() {
    LinkList L;
    InitList(L); // 初始化单链表
    printf("单链表初始化成功\n");
    return 0;
}

（3）代码解释：

头文件包含：

#include <stdio.h>：包含标准输入输出库，用于打印信息到控制台。
#include <stdlib.h>：包含标准库，提供动态内存分配函数malloc。
#include <stdbool.h>：包含布尔类型支持，提供true和false。

单链表节点结构体定义：

typedef struct LNode：定义了一个结构体LNode，它表示单链表的节点。
int data;：节点的数据域，用于存储整型数据。
struct LNode *next;：节点的指针域，指向下一个节点。

LNode, *LinkList;：同时定义了LNode类型的别名和指向LNode的指针类型LinkList。

初始化单链表函数：

bool InitList(LinkList &L)：这是一个初始化单链表的函数，接受一个引用类型的LinkList参数L。
L = (LNode *)malloc(sizeof(LNode));：使用malloc函数动态分配一个LNode大小的内存空间，作为头结点，并将其地址赋给L。
if (L == NULL) { return false; }：检查malloc是否成功分配内存。如果分配失败（L为NULL），则返回false。
L->next = NULL;：将头结点的指针域设置为NULL，表示这是一个空链表。
return true;：如果初始化成功，返回true。

main函数：

int main()：C程序的入口点。
LinkList L;：声明一个LinkList类型的变量L，用于表示单链表。
InitList(L);：调用InitList函数来初始化单链表，传入L作为参数。
printf("单链表初始化成功\n");：如果初始化成功，打印一条消息到控制台。
return 0;：表示程序成功执行完毕。

（4）不带头节点单链表和带头节点单链表在初始化时的主要区别如下：

是否创建头结点：

不带头节点的单链表：初始化时不创建头结点，直接将链表头指针设置为NULL，表示空链表。
带头节点的单链表：初始化时创建一个头结点，并将头结点的指针域设置为NULL，表示空链表。头结点不存储数据，它的存在主要是为了简化链表操作。

内存分配：

不带头节点的单链表：初始化函数InitList不需要进行内存分配，因为它只是将链表头指针设置为NULL。
带头节点的单链表：初始化函数InitList需要动态分配内存来创建头结点。

返回值：

不带头节点的单链表：初始化函数InitList总是返回true，因为将头指针设置为NULL不会失败。
带头节点的单链表：初始化函数InitList在内存分配失败时会返回false，否则返回true。

后续操作的影响：

不带头节点的单链表：在插入、删除等操作时，需要特别处理第一个元素的情况，因为第一个元素没有前驱结点。
带头节点的单链表：由于头结点的存在，第一个元素的前驱结点是头结点，这使得插入、删除等操作更加统一，不需要特别处理第一个元素的情况。