41、C语言数据结构：树与相关操作详解

C语言数据结构：树与相关操作详解

1. 引言

在C语言编程中，动态数据结构起着至关重要的作用，它们能够在程序执行时动态地增长和收缩。常见的动态数据结构包括链表、栈、队列和二叉树等。链表允许在任意位置进行插入和删除操作；栈遵循后进先出（LIFO）原则，插入和删除操作仅在栈顶进行；队列则是先进先出（FIFO）的数据结构，插入在队尾，删除在队头。而二叉树具有高效的搜索、排序和去重能力，还可用于表示文件系统目录和编译表达式。

2. 相关基础概念

• 自引用结构 ：自引用结构包含一个指向相同类型结构的指针成员，多个自引用结构可以连接在一起形成链表、队列、栈和树等数据结构，通常使用NULL指针表示数据结构的结束。
• 动态内存分配 ：创建和维护动态数据结构需要动态内存分配，malloc和free函数以及sizeof运算符是实现动态内存分配的关键。malloc函数用于分配指定字节数的内存，并返回一个void *指针，该指针可以赋值给任何指针类型的变量。若没有可用内存，malloc返回NULL。free函数用于释放已分配的内存，以便后续重新分配。此外，C语言还提供了calloc和realloc函数用于创建和修改动态数组。

3. 链表

链表是由自引用结构组成的线性集合，这些结构被称为节点，通过指针链接在一起。链表通过指向第一个节点的指针进行访问，后续节点通过每个节点中存储的链接指针成员进行访问。按照惯例，链表最后一个节点的链接指针设置为NULL，表示链表的结束。链表中的数据是动态存储的，每个节点根据需要创建。链表的长度可以根据需要增