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C语言一篇精通链表的各种操作

2024-04-02 19:04:59 590人浏览独家记忆

摘要

目录前言一、链表的介绍1.什么是链表2.链表的分类2.1.根据方向2.2.头结点2.3.循环/非循环二、链表的实现1.结构体2.开辟结点3.打印4.尾插5.头插6.测试7

前言

关于线性表的一些相关介绍，大家可以看看我们之前写的点我-链表

点我-顺序表，里面有一些相关的知识介绍，都是比较基础的，一些比较常见的操作里面也有具体的介绍与实现到，然后呢，今天我们学习的是链表，相比于之前的操作实现更加具有深度，对于一些比较简单的操作这里就不加说明了。而且涉及到之前未说到的一些知识，对此我们可以强化对其认识，这就是写这篇博客的目的。

编译工具：vs2019，小伙伴们可以一起跟着来敲敲代码。

开始之前：很有必要提醒大家注意二级指针的使用，为什么会用到二级指针，我的博客也有一些相关介绍，简单来说，传值参数并不改变实参，传址参数改变形参。

一、链表的介绍

1.什么是链表

简单来说，就是一条链子连接成的表，上面的链接也有比较正式规矩的介绍。

与顺序表相比，链表的最大特点就是不要求物理空间连续，插入不需要移动大量的数据

怎么去联系各个结点呢？

从上图其实不难发现，搞个指针连接起来就行了。既要有数据域和指针域，注意一点：最后一个元素的指针域为NULL。上面的箭头实际并不存在，只是为了看起来比较直接，形象化起来。那要怎么去表示出来了？可以用结构体的自引用。

2.链表的分类

之前并没说到链表的类型有哪些，根据类型的不同，我们实际上可以对其进行分类，由于都是基于单链表实现操作，因此需要学好单链表，进行深化学习。

2.1.根据方向

单向/双向链表

2.2.头结点

带头结点/不带头结点

2.3.循环/非循环

二、链表的实现

链表的实现当然离不开我们自己动手去敲代码了，这首先需要准备好我们的编译环境，vs2019,同时，每次写完一块模板，我们要去测试一下有没有bug，方便我们去找错误，进行调试，这样会大大减少我们的工作量。

1.结构体

链表我们该如何去表示呢？其实，通过上面的例子，我们大致已经知道，需要一个地方来存放数据，另一个地方存放下一个结点的地址。我们可以通过结构体来定义，具体代码如下：

#include <stdio.h>
typedef int SLTDataType;
typedef struct SListnode
{
	SLTDataType data;
	struct SListNode* next;
}SLTNode;

2.开辟结点

后续操作会频繁动态开辟一个头结点，我们不妨把它封装成一个函数，便于后面方便使用。当然，你如果觉得自己每次都可以自己写的话，也不必写成一个函数。

//创建新结点
SLTNode* BuySListNode(SLTDataType x) {
	SLTNode* newnode = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));
	newnode->data = x;
	newnode->next = NULL;
	return newnode;
}

注意点：新结点的指针域置为空！

3.打印

先别急，我们先来试试水，先尝试自己动手写一下打印的函数。

这里为了比较更加形象起来，每次打印的时候都会用->来连接，同时，最后用NULL结尾

void SListPrint(SLTNode* phead)
{
	    SLTNode*cur = phead;
		while (cur != NULL)
		{
			printf("%d->", cur->data);
			cur = cur->next;
	     }
		printf("NULL\n");
}

4.尾插

什么是尾插？根据字面意思，就是将新结点插入到到链表的尾部。

为了让大家更好理解，特地上网找了一张图片，一起来看看把

每一次插入一个数都放在最后一个位置，同时，最后一个结点的指针域置为空，关键的就是，我们如何找到当前链表的尾结点呢？前面已经说了，最后一个结点的指针域为空，我们可以以此为突破点。注意：当链表为空时，你会怎么处理？想想。这里先不说了，直接看看我们的代码。

//尾插
void SListPushBack(SLTNode** pphead, SLTDataType x)
{
	SLTNode* newnode = BuySListNode(x);
	if (*pphead == NULL)
	{
		*pphead = newnode;
	}
	else {
		SLTNode* tail = *pphead;
		while (tail->next != NULL)
		{
			tail = tail->next;
		}
		tail->next = newnode;
	}
}

细心的你应该注意到了，这里我们使用的都是二级指针pphead

因为假设我们使用一级指针，直接传入头指针phead时，头指针本身就是一级指针的了，当我们需要更改该指针指向的地址时，改动只会在函数内部生效，main函数中的phead指针并没有被改变。要想改变的话，就需要二级指针来进行操作了

5.头插

有尾插自然就会有头插，相比较与尾插而言，头插显得更加简单了，直接把新的结点放在头结点前不就ok了？

//头插 
void SListPushFront(SLTNode** pphead, SLTDataType x)
{
	SLTNode* newnode = BuySListNode(x);
	newnode->next = *pphead;
	*pphead = newnode;
}

6.测试

好了，到这里，我们已经有一些函数了，不急，我们先来测试测试效果如何

void TestSList1()
{
	SLTNode* plist = NULL;
	SListPushBack(&plist, 1);
	SListPushBack(&plist, 2);
	SListPushBack(&plist, 3);
	SListPushBack(&plist, 4);
	SListPushFront(&plist, 0);
	SListPrint(plist);
}
int main()
{
TestSList1();
}

运行结果如下：

我们必须养成边写代码边测试的习惯，这有利于我们及时发现自己的错误，不易导致后面出现一大堆bug而自己却不知道错在哪。当然，除此之外，我们还可以通过调试的方法，快速准确发现自己的bug，这也是我们需要养成的。这些都是需要我们去关注的点。

好啦，下面我不会在像上面那么详细的说明了，我们直接来个头删尾删

7.头删/尾删

有头插尾插，自然有头删尾删，其实，不知道你们发现，不管是插还是删，关于头部的操作都是比较简单了，我们先来个开胃菜，头删：可不能直接删哦，我们要记录头结点的下一个位置，如何直接删了头结点的话，那就麻烦，会造成野指针的，自己好好捋捋。

//头删
void SListpopFront(SLTNode**pphead)
{
	SLTNode* next = (*pphead)->next;
	free(*pphead);
	*pphead = next;
}

尾删：说起尾删，就要多注意点了，要看具体情况而言了，直接来看代码把

//尾删
void SListPopBack(SLTNode** pphead)
{
	//链表为空
	if (*pphead == NULL)
	{
		return;
	}
	//只有一个结点
	else if ((*pphead)->next == NULL)
	{
		free(*pphead);
		*pphead = NULL;
	}
	//有一个以上的结点
	else {
		SLTNode* prev = NULL;
		SLTNode* tail = *pphead;
		while (tail->next != NULL)
		{
			prev = tail;
			tail = tail->next;
		}
		free(tail);
		prev->next = NULL;
	}
}

尾删的关键点在于找到最后一个结点，最后一个结点的指针域为空。

1.链表为空时，不需要删，

2.链表只有一个结点，那它自己就是最后一个结点了，

3.多个结点就按常规处理就ok了，该说清楚的还是要说清楚的。

8.查找

查找这个操作其实是比较简单的，在这里说是为了后面的使用，想要找到摸个元素，直接去调用函数即可，不用自己一次次去遍历。

SLTNode* SListFind(SLTNode* phead, SLTDataType x)
{
	SLTNode* cur = phead;
	while (cur)
	{
		if (cur->data == x)
		{
			return cur;
		}
		cur = cur->next;
	}
	return NULL;
}

9.在pos的前面插入x

除了基本的头尾增加，我们还可能还需要在某一个特定节点前后进行插入，这就需要我们玩转起来了，变得更加灵活。

两个核心点：

1.pos 的位置

2.插入的操作（这里可能有的同学会有一些疑惑，其实只要知道一点，插入的位置是已经知道的了）

//在pos的前面插入x
void SListInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDataType x)
{
	if (pos == *pphead) {
		SListPushFront(pphead,x);
	}
	else {
		SLTNode* newnode = BuySListNode(x);
		SLTNode* prev = *pphead;
		while (prev->next != pos)
		{
			prev = prev->next;
		}
		prev->next = newnode;
		newnode->next = pos;
	}
}

10.删除pos位置的值

关键的一点，如何找到pos，找到之后链表跳过它，然后删除即可。

//删除pos位置的值
void SListErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos)
{
	if (pos == *pphead)
	{
		SListpopFront(pphead);
	}
	else
	{
		SLTNode* prev = *pphead;
		while (prev->next != pos)
		{
			prev = prev->next;
		}
		prev->next = pos->next;
		free(pos);
	}
}