单链表的详解以及C语言和JAVA的实现
前文:最近发现基础好重要，学过的容易忘，刷letCode题时候，做到了跟数据结构相关的链表，树才发现，大学学的，都忘了，没办法，选择了代码这条路，就要重新找回来基础，大学不努力，毕业徒伤悲，出来混总是要还的。
最近在看到单链表时候，对指针创建，跟结构体对齐内存等遇到了好多新鲜的知识点，让我想起了abandon这个当初学的第一个词，但是wolf能回头吗?代码都搞不定，以后怎么娶媳妇，怀着这种信念的我才继续坚持的学下去，马上要学到了树的知识，回顾下链表的基础点，做一篇博客，方便以后记忆，我自横刀向天笑，去留肝胆两昆仑！！！
链表：链式存储结构，又称单链表，存储逻辑为一对一的逻辑存储关系。顺序表是按照顺序存储，方便查看，但是链表的存储物理位置是随机的，相互之间靠着指针指向建立联系，如下图所示。
图上可以看出，链表存储位置是随机的。
链表的节点
链表的数据存储由两部分构成，数据域和指针域。
数据域:数据元素本身所在的区域称为数据域。
直接指向后继元素的指针称为指针域。
下面是我盗来的一个图解
链表中每个节点的具体实现，需要使用 C 语言中的结构体，JAVA则需要自己创建类的对象。
C的代码实现如下：
typedef struct Link{
char elem; //代表数据域
struct Link * next; //代表指针域，指向直接后继元素
}link; //link为节点名，每个节点都是一个 link 结构体JAVA则是创建一个类：
class Node {
Node next =null;//节点引用，指向下一个节点
int data;//节点的对象，内容
public Node(int data){
this.data=data;
}
}
了解了链表数据存储后，看下链表的组成结构。
链表里主要组成为头结点，首元节点，头指针，其他结点。
头指针:一个普通的指针，特点是永远指向链表的第一个结点的位置，头指针用于指明链表的位置，便于后期找到链表并使用表中的数据。
节点：链表中的节点又细分为头节点、首元节点和其他节点：
- 头节点：其实就是一个不存任何数据的空节点，通常作为链表的第一个节点。对于链表来说，头节点不是必须的，它的作用只是为了方便解决某些实际问题；
- 首元节点：由于头节点（也就是空节点）的缘故，链表中称第一个存有数据的节点为首元节点。首元节点只是对链表中第一个存有数据节点的一个称谓，没有实际意义；
- 其他节点：链表中其他的节点；
结构如图所示
注意：链表中有头节点时，头指针指向头节点；反之，若链表中没有头节点，则头指针指向首元节点。
此处头节点是一个比较抽象的东西，它是一个虚拟的节点，可以存在，可以不存在，头节点的主要作用，并不是所谓的标识，而要使链表的操作更加容易，操作方式更加统一。
对于没有表头结点的链表，如果对其插入结点时，需要考虑是在表头插入还是表中插入，需要分不同的情况进行判断。
而如果有了表头结点，执行插入时，该判断可以省去，这样，代码就简化了，而付出的成本，仅仅是固定的一个结点的存储空间。
详情可参考：https://blog.csdn.net/bg2wlj/article/details/52300565
看完链表构成，下面开始用代码进行初始化实现操作。
C语言实现：
链表的创建：
1、声明一个头指针，有必要的话，再声明一个头节点。
2、创建多个存储节点，并建立之间的联系。
创建一个含有头节点的链表
link *initLink(){
link *p = (link*)malloc(sizeof(link));//创建一个指针指向头节点
link *temp=p;//声明一个指针指向头结点，用于遍历链表
for(int i=1;i<5;i++){
//生成链表后续的一个节点
link *a=(link*)malloc(sizeof(link));//动态分配内存给这个新节点，也是链表的后续节点
//对该结点进行赋值
a->elem=i;
a->next=NULL;
//将头节点指向生成结点，再把生成结点赋值为temp
temp->next=a;
temp=a;
}
return p;
}创建一个不含有头结点的链表
link * initLink(){
link * p=NULL;//创建头指针
link * temp = (link*)malloc(sizeof(link));//创建首元节点
//首元节点先初始化
temp->elem = 1;
temp->next = NULL;
p = temp;//头指针指向首元节点
//从第二个节点开始创建
for (int i=2; i<5; i++) {
//创建一个新节点并初始化
link *a=(link*)malloc(sizeof(link));
a->elem=i;
a->next=NULL;
//将temp节点与新建立的a节点建立逻辑关系
temp->next=a;
//指针temp每次都指向新链表的最后一个节点，其实就是 a节点，这里写temp=a也对
temp=temp->next;
}
//返回建立的节点，只返回头指针 p即可，通过头指针即可找到整个链表
return p;
}后续插入，删除操作以有头节点为例
插入结点
link *insertElem(link *p,int elem,int add){
link *temp=p;
//插入时候，要考虑到是头插法还是中途插入，尾插法，头插法直接写在头部插入实现，尾插法则找到最后一个下标
//此处循环可以满足三种实现
for(int i=1;inext;
}
link *a=(link*)malloc(sizeof(link));
a->elem=elem;
a->next=temp->next;//插入的节点指向临时定义结点的下一个节点
temp->next=a;
return p;
} 删除节点
link *delElem(link *p,int add){
link *temp = p;//定义一个临时结点，找到要删除的节点
for(int i=1;inext;
}
link *del = temp->next;//定义一个指针指向要被删除的元素
temp->next= temp->next->next;
free(del);//释放资源
return p;
} 查找节点
int selectElem(link *p,int elem){
link *temp=p;
int i=1;
while(temp->next){
temp=temp->next;
if(temp->elem==elem){
return i;
}
i++;
}
return -1;
}
更新节点
link *updateElem(link *p,int add,int elem){
link * temp=p;
temp=temp->next;//在遍历之前，temp指向首元结
for(int i=1;inext;
}
temp->elem=elem;
return p;
}
输出链表的值
void display(link *p){
link* temp=p;//将temp指针重新指向头结点
//只要temp指针指向的结点的next不是Null，就执行输出语句。
while (temp->next) {
temp=temp->next;
printf("%d ",temp->elem);
}
printf("\n");
}
在main函数中调用查看输出即可
typedef struct Link{
int elem;
struct Link *next;
}link;
//初始化节点
link *initLink();
//链表插入函数，p是链表，elem是插入结点的数据域，add是插入位置
link *insertElem(link *p,int elem,int add);
//p是原链表，delete是删除的下标元素
link *delElem(link *p,int add);
//查找元素 ,p是原链表,elem是要查找的元素
int selectElem(link *p,int elem);
//更新元素
link *updateElem(link *p,int add,int elem);
void display(link *p);//打印
int main(){
printf("初始化链表为：\n");
link *p=initLink();
display(p);
printf("在第4的位置插入元素5：\n");
p = insertElem(p,5,4);
display(p);
printf("删除3位置上的元素:\n");
p = delElem(p,3);
display(p);
printf("查找元素2的位置为：\n");
int address=selectElem(p, 2);
if (address==-1) {
printf("没有该元素");
}else{
printf("元素2的位置为：%d\n",address);
}
printf("更改第3的位置上的数据为7:\n");
p=updateElem(p, 3, 7);
display(p);
return 0;
}
link *initLink(){
link *p = (link*)malloc(sizeof(link));//创建一个指针指向头节点
link *temp=p;//声明一个指针指向头结点，用于遍历链表
for(int i=1;i<5;i++){
//生成链表后续的一个节点
link *a=(link*)malloc(sizeof(link));//动态分配内存给这个新节点，也是链表的后续节点
//对该结点进行赋值
a->elem=i;
a->next=NULL;
//将头节点指向生成结点，再把生成结点赋值为temp
temp->next=a;
temp=a;
}
return p;
}
link *insertElem(link *p,int elem,int add){
link *temp=p;
//插入时候，要考虑到是头插法还是中途插入，尾插法，头插法直接写在头部插入实现，尾插法则找到最后一个下标
//此处循环可以满足三种实现
for(int i=1;inext;
}
link *a=(link*)malloc(sizeof(link));
a->elem=elem;
a->next=temp->next;//插入的节点指向临时定义结点的下一个节点
temp->next=a;
return p;
}
link *delElem(link *p,int add){
link *temp = p;//定义一个临时结点，找到要删除的节点
for(int i=1;inext;
}
link *del = temp->next;//定义一个指针指向要被删除的元素
temp->next= temp->next->next;
free(del);//释放资源
return p;
}
int selectElem(link *p,int elem){
link *temp=p;
int i=1;
while(temp->next){
temp=temp->next;
if(temp->elem==elem){
return i;
}
i++;
}
return -1;
}
link *updateElem(link *p,int add,int elem){
link * temp=p;
temp=temp->next;//在遍历之前，temp指向首元结
for(int i=1;inext;
}
temp->elem=elem;
return p;
}
void display(link *p){
link* temp=p;//将temp指针重新指向头结点
//只要temp指针指向的结点的next不是Null，就执行输出语句。
while (temp->next) {
temp=temp->next;
printf("%d ",temp->elem);
}
printf("\n");
} 输出结果如下
如果用JAVA实现如下：
添加节点：
public void addNode(int num){
Node newNode = new Node(num);
if(head == null){
head = newNode;
return;
}
Node node2 = head;
while(node2.next!=null){
node2 = node2.next;
}
node2.next =newNode;
}删除指定下标的节点
//删除指定下标位置的节点
public void deleteNode(int index){
if(index<0 || index>length()){
System.out.println("index 不准确");
}
if(index == 1){
head = head.next;
}
Node temp = null;
for(int i=1;i更新节点
//更新结点
public void updateNode(int index,int data){
if(index<0 || index>length()){
System.out.println("index 不准确");
}
if(index == 1){
head = head.next;
}
Node temp = null;
for(int i=1;i
获取长度
//获取长度
public int length(){
int length=0;
Node tmp = head;
while(tmp.next!=null){
length++;
tmp = tmp.next;
}
return length;
}
创建则有所不同，需要add节点进去。（目前没想到怎么一个for循环实现的链表的操作，有知道得请留言讨论）
TestLink list = new TestLink();
list.addNode(5);
list.addNode(3);
list.addNode(1);
list.addNode(2);
list.addNode(55);
list.addNode(36);
System.out.println("linkLength:" + list.length());
System.out.println("head.data:" + list.head.data);PS：链表涉及到指针，比较抽象，本Wolf还在逐步理解中，此处一篇分享加深下印象，C语言的更适合理解，边画图边实现，我手写了两遍，对语法的不熟悉，还是容易在C创建节点，创建头指针等地方忽略到，思想一定要学到，本篇有错误之处，请及时指出，才发现这种底层的东西，难理解，还费事，主要还是我菜，有不懂的可以加QQ396301446，一起讨论，共同学习进步，选择看数据结构，就要做好被虐准备，我自横刀向天笑，去留肝胆两昆仑。