什么是链表，如何实现？（单链表篇）

欢迎来到 Claffic 的博客 

      “仅仅活着是不够的，还需要有阳光，自由和花的芬芳。”

前言：

在日常使用的网站和软件中，列表属于最常见的一种东西了，其实现形式有顺序表，链表等，主要功能有增删查改，那么链表具体是什么，如何实现？这篇博客为你解答。

注：

这篇博客属于数据结构内容，建议学习完C语言的小伙伴食用~

---

目录

Part1: 何为链表

1.链表的概念

2.链表的结构 

Part2: 链表的实现

1.开工准备 

1.1创建项目

1.2建立结点

1.3动态申请结点

2.相关功能实现

2.1打印链表

2.2尾部插入

2.3头部插入

2.4尾部删除

2.5头部删除

2.6查找位置

2.7在pos位置之后插入

2.8删除pos之后的值

2.9pos之前插入

2.10删除pos结点

---

Part1: 何为链表

1.链表的概念

概念：链表是一种物理存储结构上非连续 、非顺序的存储结构，数据元素的 逻辑顺序 是通过链表中的指针链接 次序实现的 。

简单理解下这个概念，就是一个存储单元中有 存储的数据 和 下一个存储单元的地址 ，经过这个存储单元可利用地址找到下一个存储单元。

下面讲到结构就会更加明白： 

2.链表的结构 

一个简单链表的逻辑图 

注意：

• 链式结构在逻辑上连续，在物理上不一定连续（存储的地址不连续）；

• 现实中的结点一般是从堆上申请出来的；

• 从堆上申请的空间，按照一定策略分配，两次申请的空间不一定连续。 

Part2: 链表的实现

1.开工准备 

1.1创建项目

按照惯例，在 Single linked list 解决方案中创建三个项：

SList.h：头文件，声明所有函数；

SList.c：源文件，实现各函数；

test.c：  源文件，主函数所在项，可调用各函数。

1.2建立结点

这里创建一个结点的结构体，包含要储存的数据和下一个结点的地址：

typedef int SLTDateType;
typedef struct SListNode
{
	SLTDateType data;
	struct SListNode* next;//指向结构体的指针，可通过它找到下一个结构体
}SLTNode;//将此结点简易命名，方便引用

1.3动态申请结点

关于为什么要动态申请：

动态申请按需分配内存，既不会空间多余，也不会浪费。

SLTNode* BuySListNode(SLTDateType x)
{
	//动态申请
	SLTNode* newnode = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		perror("malloc failed");
		return;
	}

	//初始化
	newnode->data = x;
	newnode->next = NULL;

	return newnode;
}

注意动态申请后要进行判断和初始化。

2.相关功能实现

2.1打印链表

我们打印的是一个结点中的数据；

void SListPrint(SLTNode* phead)
{
	SLTNode* cur = phead;
	while (cur)
	{
		printf("%d->", cur->data);
		cur = cur->next;//地址不一定连续，不可++；
	}
	printf("NULL\n");
}

这里值得注意的是 遍历过程中是如何前进的：
 

因为地址不一定连续，所以要进行赋值，不可直接++，这一点很重要 

2.2尾部插入

尾部插入，在申请一个新的结点后，要做的最重要的一点就是 末端节点 中的 结构体指针 要指向   新的结点 

尾部插入有两种情况：

• phead 为NULL；

• phead 不为NULL。

我们一个个分析：

第一种情况 比较简单，phead 为空

要让 phead 指向 newnode 指向的结点 ，直接赋值即可

*pphead = newnode;//pphead 是指向 phead 的指针，后面会讲利用二级指针的原因

第二种情况 就比较复杂，

因为要实现上下的链接

再寻找一个 tail 用来遍历整个链表，遇到 NULL 时停止。

void SListPushBack(SLTNode** pphead, SLTDateType x)
{
	assert(pphead);
    SLTNode* newnode = BuySListNode(x);

	if (*pphead == NULL)
	{
		*pphead = newnode;
	}
	else
	{
		//查找尾部
		SLTNode* tail = *pphead;
		while (tail->next != NULL)
		{
			tail = tail->next;
		}
		tail->next = newnode;//改变的是结构体成员，用结构体的指针当然可以
	}
}

需要注意的是

形参的改变不影响实参，需要通过二级指针来改变 phead.

如要改变 int* ,就需要通过 int** 来改变。

2.3头部插入

头部插入，包括前后两个方向的链接：一是 phead 要指向新的结点 ，二是 新结点中的结构体指针 指向原链表的第一个结点 

我是图示 

void SListPushFront(SLTNode** pphead, SLTDateType x)
{
	assert(pphead);
    SLTNode* newnode = BuySListNode(x);
	newnode->next = *pphead;
	*pphead = newnode;
}

2.4尾部删除

我的思路是找到倒数第二个结点，但还有只有一个结点的情况。

当只有一个结点时，不用查找，直接释放并置空该节点；

当有多个结点时，先找到倒数第二个结点，将该节点的下一个结点释放并置空即可。

void SListPopBack(SLTNode** pphead)
{
	
	assert(pphead);
    if ((*pphead)->next == NULL)
	{
		free(*pphead);
		*pphead = NULL;
	}
	else
	{
		SLTNode* tail = *pphead;
		while (tail->next->next != NULL)
		{
			tail = tail->next;
		}
		free(tail->next);
		tail->next = NULL;
	}
}

2.5头部删除

要头部删除，令 phead 指向第二个结点后释放第一个结点即可。

void SListPopFront(SLTNode** pphead)
{
	assert(pphead);
	SLTNode* first = *pphead;
	*pphead = first->next;
	free(first);
	first = NULL;
}

2.6查找位置

查找特定数值所在的位置，思路是通过头指针遍历，最多遍历一遍链表

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

最后返回的是 结构体指针 ，也就是数值所在结构体的地址。 

2.7在pos位置之后插入

 在创建 newnode 之后，改变指针指向即可

我是图示  

void SListInsertAfter(SLTNode* pos, SLTDataType x)
{
	assert(pos);
	SLTNode* newnode = BuySListNode(x);
	newnode->next = pos->next;
	pos->next = newnode;
}

注意：要先改变 newnode.next 的值，再改变 pos.next 的值，否则会被覆盖。

2.8删除pos之后的值

可以先找到要删除的结点，也就是pos的下一个结点，再将该节点释放置空 

我是图示  

void SListEraseAfter(SLTNode* pos)
{
	assert(pos);
	assert(pos->next);
	SLTNode* del = pos->next;
	pos = del->next;
	free(del);
	del = NULL;
}

2.9pos之前插入

如果pos指向第一个结点，就相当于前插

其他情况下，需要找到pos的前一个，再进行修改。 

我是图示  

void SLTInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDataType x)
{
	assert(pphead);
	assert(pos);
	if (pos == *pphead)
	{
		SListPushFront(pphead, x);
	}
	
	else
	{
		//查找pos前一个
		SLTNode* prev = *pphead;
		while (prev->next != pos)
		{
			prev = prev->next;
		}
		SLTNode* newnode = BuySListNode(x);
		prev->next = newnode;
		newnode->next = pos;
	}
}

2.10删除pos结点

寻找pos的前一个，修改其指向，pos释放置空即可

我是图示  

void SLTErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos)
{
	assert(pphead);
	assert(*pphead);
	assert(pos);

	//查找pos前一个
	SLTNode* prev = *pphead;
	while (prev->next != pos)
	{
		prev = prev->next;
	}
	prev->next = pos->next;
	free(pos);
	pos = NULL;
}

代码已上传至我的 gitee， 

拿走不谢~

---

总结：

这篇博客介绍了最简单的链表 -- 单链表的概念和结构，并进行了相关功能的实现，第一次接触可能会难很消化，建议充分理解结构后进行实现呐~ 

码文不易 

如果你觉得这篇文章还不错并且对你有帮助，不妨支持一波哦