C语言中的单链表

本文对比了链表和数组的特点,介绍了链表的动态内存分配优势,并通过实例演示了链表节点的创建与链接过程。

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前言:对于大多数人来说,链表可能有点摸不着头脑,可能会问,为什么要用链表,多麻烦,我直接定义一个数组那不是很简单方便。其实链表就是动态的分配内存,用多少,开辟多少,这样内存空间就不会浪费。比如当我们定义一个数组 int a[10]来存放用户的信息,这时编译器就为数组分配了4*10 = 40个字节,但是有时候我们我们并不知道具体有多少个用户,这时候你直接定义出10个或者20个是不是会感觉有点浪费。

数组与链表:

1 . 数组开辟的空间是固定的而且是连续的,而链表用malloc开辟空间是不需要连续,灵活的,用多少就开辟多少,用完了用free释放。

2 . 数组定义后数据分配在栈,或者数据段中,如果在数组前面加const修饰,数据分配在只读数据段,而用链表malloc开辟后,数据存放在堆里。

攻克链表:说了这么多,可能大家还是不怎么会灵活运用,下面我举个例子。


这里我定义了个链表的节点,数据存放在data里面,而struct __node_t *next 用来存放下一个节点的地址,这样通过每个节点的struct __node_t *next 把节点一个个的链接起来,只要找到了头节点,就能找到所有的链表节点即存放与data中的数据。而结构体list_t 中的count用来记录具体有多少个节点,每增加一个节点就++,free一个就--,size用来记录节点中数据的数据类型,void*p 用来指向链表的头节点。


创建头信息与节点。


进行链表的尾插。


输入一个数据,开辟一个节点空间,然后尾插将一个个节点连起来。

二.内核链表 内核链表是一种链表,Linux内核中的链表都是用这种形式实现的 1.特性 内核链表是一种双向循环链表,内核链表的节点节点结构中只有指针域 使用内核链表的时候,将内核链表作为一个成员放入到一个结构体中使用 我们在链表中找到内核链表结构的地址,通过这个地址就可以找到外部大结构体的地址,通过大结构体就可以访问其中的成员 优势: 内核链表突破了保存数据的限制,可以用内核链表来保存任何数据(使用一种链表表示各种类型的数据,通用性很强) 内核链表中只有指针域,维护起来更加方便,效率更高 2.使用 内核链表在内核中已经被实现,我们只需要调用其接口直接使用即可 内核链表的实现代码在内核源代码的list.h文件中 3.源代码分析 (1)节点结构: struct list_head { struct list_head *next, *prev;//前置指针 后置指针 }; (2)初始化 #define INIT_LIST_HEAD(ptr) do { \ (ptr)->next = (ptr); (ptr)->prev = (ptr); \ } while (0) (3)插入 //从头部插入 static inline void list_add(struct list_head *new, struct list_head *head)//传入要插入的节点和要插入的链表 { __list_add(new, head, head->next); } //从尾部插入 static inline void list_add_tail(struct list_head *new, struct list_head *head) { __list_add(new, head->prev, head); } (4)通过节点找到外部结构体的地址 //返回外部结构体的地址,第一个参数是节点地址,第二个参数是外部结构体的类型名,第三个参数是节点在外部结构体中的成员名 #define list_entry(ptr, type, member) ((type *)((char *)(ptr)-(unsigned long)(&((type *)0)->member))) (5)遍历内核链表 //遍历内核链表 #define list_for_each(pos, head) \ for (pos = (head)->next; pos != (head); \ pos = pos->next) //安全遍历内核链表 #define list_for_each_safe(pos, n, head) \ for (pos = (head)->next, n = pos->next; pos != (head); \ pos = n, n = pos->next) 二.内核链表 内核链表是一种链表,Linux内核中的链表都是用这种形式实现的 1.特性 内核链表是一种双向循环链表,内核链表的节点节点结构中只有指针域 使用内核链表的时候,将内核链表作为一个成员放入到一个结构体中使用 我们在链表中找到内核链表结构的地址,通过这个地址就可以找到外部大结构体的地址,通过大结构体就可以访问其中的成员 优势: 内核链表突破了保存数据的限制,可以用内核链表来保存任何数据(使用一种链表表示各种类型的数据,通用性很强) 内核链表中只有指针域,维护起来更加方便,效率更高 2.使用 内核链表在内核中已经被实现,我们只需要调用其接口直接使用即可 内核链表的实现代码在内核源代码的list.h文件中 3.源代码分析 (1)节点结构: struct list_head { struct list_head *next, *prev;//前置指针 后置指针 }; (2)初始化 #define INIT_LIST_HEAD(ptr) do { \ (ptr)->next = (ptr); (ptr)->prev = (ptr); \ } while (0) (3)插入 //从头部插入 static inline void list_add(struct list_head *new, struct list_head *head)//传入要插入的节点和要插入的链表 { __list_add(new, head, head->next); } //从尾部插入 static inline void list_add_tail(struct list_head *new, struct list_head *head) { __list_add(new, head->prev, head); } (4)通过节点找到外部结构体的地址 //返回外部结构体的地址,第一个参数是节点地址,第二个参数是外部结构体的类型名,第三个参数是节点在外部结构体中的成员名 #define list_entry(ptr, type, member) ((type *)((char *)(ptr)-(unsigned long)(&((type *)0)->member))) (5)遍历内核链表 //遍历内核链表 #define list_for_each(pos, head) \ for (pos = (head)->next; pos != (head); \ pos = pos->next) //安全遍历内核链表 #define list_for_each_safe(pos, n, head) \ for (pos = (head)->next, n = pos->next; pos != (head); \ pos = n, n = pos->next) 二.内核链表 内核链表是一种链表,Linux内核中的链表都是用这种形式实现的 1.特性 内核链表是一种双向循环链表,内核链表的节点节点结构中只有指针域 使用内核链表的时候,将内核链表作为一个成员放入到一个结构体中使用 我们在链表中找到内核链表结构的地址,通过这个地址就可以找到外部大结构体的地址,通过大结构体就可以访问其中的成员 优势: 内核链表突破了保存数据的限制,可以用内核链表来保存任何数据(使用一种链表表示各种类型的数据,通用性很强) 内核链表中只有指针域,维护起来更加方便,效率更高 2.使用 内核链表在内核中已经被实现,我们只需要调用其接口直接使用即可 内核链表的实现代码在内核源代码的list.h文件中 3.源代码分析 (1)节点结构: struct list_head { struct list_head *next, *prev;//前置指针 后置指针 }; (2)初始化 #define INIT_LIST_HEAD(ptr) do { \ (ptr)->next = (ptr); (ptr)->prev = (ptr); \ } while (0) (3)插入 //从头部插入 static inline void list_add(struct list_head *new, struct list_head *head)//传入要插入的节点和要插入的链表 { __list_add(new, head, head->next); } //从尾部插入 static inline void list_add_tail(struct list_head *new, struct list_head *head) { __list_add(new, head->prev, head); } (4)通过节点找到外部结构体的地址 //返回外部结构体的地址,第一个参数是节点地址,第二个参数是外部结构体的类型名,第三个参数是节点在外部结构体中的成员名 #define list_entry(ptr, type, member) ((type *)((char *)(ptr)-(unsigned long)(&((type *)0)->member))) (5)遍历内核链表 //遍历内核链表 #define list_for_each(pos, head) \ for (pos = (head)->next; pos != (head); \ pos = pos->next) //安全遍历内核链表 #define list_for_each_safe(pos, n, head) \ for (pos = (head)->next, n = pos->next; pos != (head); \ pos = n, n = pos->next) C语言下的单链表,可以增加,删除,查找,销毁节点。
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