单链表的C语言实现

在学习数据结构中，紧接着顺序表接触的就是单链表，那么单链表是什么呢？
1.什么是单链表？
单链表是一种链式存取的数据结构，用一组地址任意的存储单元存放线性表中的数据元素。

2.结构？
链表中的数据是以结点来表示的，每个结点的构成：元素(数据元素的映象) + 指针(指示后继元素存储位置)，元素就是存储数据的存储单元，指针就是连接每个结点的地址数据。以“结点的序列”表示线性表称作线性链表（单链表）。单链表是链式存取的结构，为找第 i 个数据元素，必须先找到第 i-1 个数据元素。

把单链表的特征说清楚后，我们就开始实现单链表的功能了。最基础的功能是实现它的增加、删除、查找等，因为它的线性特征，在增加的时候会存在头插、尾插，同样删除也一样。

SListNode.h

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1

#include
#include
#include

typedef int DataType;

typedef struct SListNode
{
    DataType data;
    struct SListNode* next;
}SListNode;

void InitSList(SListNode*& pHead);   //初始化
SListNode* BuyNode(DataType data);   //开辟空间
void Print(SListNode*& pHead);   //打印
void Destory(SListNode*& pHead);   //销毁

void PushBack(SListNode*& pHead, DataType data);   //尾插
void PopBack(SListNode*& pHead);    //尾删

void PushFront(SListNode*& pHead, DataType data);   //头插
void PopFront(SListNode*& pHead);    //头删

void Insert(SListNode*& pos,DataType data);//在某个位置插入某个数据
void Erase(SListNode*& pHead,SListNode* pos);//删除某个节点的数据
void Remove(SListNode*& pHead,DataType data); //删除某个数据所在的节点
SListNode* Find(SListNode*& pHead,DataType data); //查找某个数据所在的位置

SListNode.c

#include"SListNode.h"

void InitSList(SListNode*& pHead)   //初始化
{
    pHead = NULL;
}

SListNode* BuyNode(DataType data)   //开辟空间
{
    SListNode* node = (SListNode*)malloc(sizeof(SListNode));
    assert(node);
    node->data = data;
    node->next = NULL;
    return node;
}

void Print(SListNode*& pHead)   //打印
{
    SListNode* cur = pHead;
    if (cur == NULL)
        printf("null\n");
    while (cur)
    {
        printf("%d  ", cur->data);
        cur = cur->next;
    }
    printf("\n");
}

void PushBack(SListNode*& pHead, DataType data)   //尾插
{
    if (pHead == NULL)
        pHead = BuyNode(data);
    else
    {
        SListNode* cur = pHead;
        while (cur->next)
        {
            cur = cur->next;
        }
        cur->next = BuyNode(data);
    }
}

void PopBack(SListNode*& pHead)   //尾删
{
    assert(pHead);
    if (pHead->next == NULL)
    {
        free(pHead);
        pHead = NULL;
    }

    else
    {
        SListNode* cur = pHead;
        SListNode* pcur = cur;
        while(cur->next)
        {
            pcur = cur;
            cur = cur->next;
        }
        free(cur);
        cur = NULL;
        pcur->next = NULL;
    }


}

void PushFront(SListNode*& pHead, DataType data)   //头插
{
    if (pHead == NULL)
        pHead=BuyNode(data);
    else
    {
        SListNode* newHead = BuyNode(data);
        newHead->next = pHead;
        pHead = newHead;
    }
}

void PopFront(SListNode*& pHead)    //头删
{
    if (pHead == NULL)   //pHead为空
        return;
    else if (pHead->next == NULL)    //pHead->next为空
    {
        free(pHead);
        pHead = NULL;
    }
    else     //正常的删除
    {
        SListNode* cur = pHead;
        pHead = pHead->next;
        free(cur);
    }
}

void Insert(SListNode*& pos, DataType data)   //在某个位置插入某个数据
{
    if (NULL == pos)
        return;
    SListNode* newNode = BuyNode(data);
    newNode->next = pos->next;
    pos->next = newNode;
}

void Erase(SListNode*& pHead, SListNode* pos) //删除某个节点的数据
{
    assert(pHead&&pos);
    if (pos == pHead)
    {
        SListNode* tmp = pHead;
        pHead = pHead->next;
        free(tmp);
        tmp = NULL;
    }
    else
    {
        SListNode* cur = pHead;
        while (cur->next != pos)
        {
            cur = cur->next;
        }
        cur->next = pos->next;
        free(pos);
        pos = NULL;
    }
}

void Remove(SListNode*& pHead, DataType data)  //删除某个数据所在的节点
{
    assert(pHead);
    SListNode* pos = Find(pHead, data);
    if (pos == pHead)
    {
        SListNode* tmp = pHead;
        pHead = pHead->next;
        free(tmp);
        tmp = NULL;
    }

    else
    {
        SListNode* cur = pHead;
        while (cur->next!=pos)
        {
            cur = cur->next;
        }
        cur->next = pos->next;
        free(pos);
        pos = NULL;
    }

}

SListNode* Find(SListNode*& pHead, DataType data) //查找某个数据所在的位置
{
    SListNode* cur = pHead;
    assert(pHead);
    while(cur)
    {
        if(cur->data == data)
            return cur;
        cur = cur->next;
    }
    return NULL;
}

void Destory(SListNode*& pHead)   //销毁
{
    assert(pHead);
    free(pHead);
    pHead = NULL;
}

测试函数
#include"SListNode.h"

void Test1()   //尾插尾删
{
    SListNode* Slistnode;
    InitSList(Slistnode);
    PushBack(Slistnode, 1);
    PushBack(Slistnode, 2); 
    PushBack(Slistnode, 3);
    PushBack(Slistnode, 4);
    PushBack(Slistnode, 5);
    Print(Slistnode);

    PopBack(Slistnode);
    PopBack(Slistnode);
    PopBack(Slistnode);
    PopBack(Slistnode);
    Print(Slistnode);
}

void Test2()   //头插头删
{
    SListNode* Slistnode;
    InitSList(Slistnode);
    PushFront(Slistnode, 1);
    PushFront(Slistnode, 2);
    PushFront(Slistnode, 3);
    PushFront(Slistnode, 4);
    PushFront(Slistnode, 5);
    Print(Slistnode);

    PopFront(Slistnode);
    PopFront(Slistnode);
    PopFront(Slistnode);
    PopFront(Slistnode);
    Print(Slistnode);
}

void Test3()   //任意位置的插入删除
{
    SListNode* Slistnode;
    InitSList(Slistnode);
    PushFront(Slistnode, 1);
    PushFront(Slistnode, 2);
    PushFront(Slistnode, 3);
    PushFront(Slistnode, 4);
    PushFront(Slistnode, 5);
    Print(Slistnode);

    SListNode* pos1 = Find(Slistnode, 3);
    Insert(pos1, 7);
    Print(Slistnode);

    SListNode* pos2 = Find(Slistnode, 4);
    Erase(Slistnode, pos2);
    Print(Slistnode);

    Remove(Slistnode, 1);
    Print(Slistnode);

    Destory(Slistnode);
    Print(Slistnode);
}

int main()
{
    Test1();
    Test2();
    Test3();
    system("pause");
}

总结：整体代码部分如上，在这里需要注意几点：
1.对链表进行插入删除时，一定要分析可能出现的情况，比如头插时可能三种情况，当链表为空；当链表指向的下一个为空；正常的头插。只有将情况分析清楚，你才能按照逻辑去写代码。

2.在实现链表的时候，代码都差不多，但很多细节需要我们去注意。该断言的时候可以用assert，不需要的部分进行判断即可。

3.在测试较多的功能时，可以分步分模块测试，哪里有问题也比较好调试。