数据结构（C语言）-- 单链表
文章目录
- 前言
- 一、要学什么、掌握什么
- 二、深入了解
-
- 1.数据构成
- 2.头指针、头结点、首元结点
- 2.空表
- 二、链表的基本操作
-
- 1、定义链表
- 2、主函数（放最后面看）
- 3、尾插入法建立带头结点的单链表
- 4、按值查找结点
- 5、删除带头结点的单链表
- 6、打印链表
- 7、删除所有结点
- 四、总结
- 五、完整代码
前言
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。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。
一、要学什么、掌握什么
1. 熟练掌握线性表的基本操作在链式存储结构上的实现
2. 掌握单链表的建立、插入、删除等基本操作；
二、深入了解
1.数据构成
数据域：存放数据本身的信息。
指针域：存放指向下个结点的地址（指向直接后继的指针）。
结点：数据元素的存储映像。由数据域和指针域两部分组成。
这两部分信息（数据域和指针域）组成数据元素的存储结构，称之为“结点”。n个结点通过指针域相互链接，组成一个链表。
2.头指针、头结点、首元结点
①头指针：永远指向链表中第一个结点的位置（如果链表有头结点，头指针指向头结点；否则，头指针指向首元结点）。
②头结点：一个不存任何数据的空结点，通常作为链表的第一个结点，它的数据域一般不存放数据。（头结点不是必须的。）
③首元结点：链表中第一个元素所在的结点，它是头结点后边的第一个结点。
注意头结点和头指针的区别：头指针是一个指针。。。。。头结点是一个实际存在的结点，它包含有数据域和指针域。
2.空表
①不带头结点的链表
----头指针为空
②带头结点的链表
----头结点指针域为空
二、链表的基本操作
1、定义链表
#include"stdio.h"
#include"string.h"
#include"stdlib.h"
#include"ctype.h"
typedef struct node //定义结点
{
char data[10]; //结点的数据域为字符串
struct node *next; //结点的指针域
}ListNode;
typedef ListNode* LinkList; // 自定义LinkList单链表类型
LinkList CreatListR1(void);
ListNode *LocateNode(LinkList head, char *key);
void DeleteList(LinkList head,char *key);
void printlist(LinkList head);
void DeleteAll(LinkList head);
2、主函数（放最后面看）
//==========主函数==============
main()
{
char ch[10],num[2];
LinkList head;
head=CreatListR1(); //用尾插入法建立单链表，返回头指针
printlist(head); //遍历链表输出其值
printf(" Delete node (y/n):"); //输入"y"或"n"去选择是否删除结点
scanf("%s",num);
if(strcmp(num,"y")==0 || strcmp(num,"Y")==0){
printf("Please input Delete_data:");
scanf("%s",ch); //输入要删除的字符串
DeleteList(head,ch);
printlist(head);
}
DeleteAll(head); //删除所有结点，释放内存
}
3、尾插入法建立带头结点的单链表
-----什么是尾插法(元素插入链表尾部)
尾插法是从一个空表开始,重复读入数据,生成新结点,将读入数据存放在新结点的数据域中,然后将新结点插入到当前链表的表尾上,直到读入结束标志为止。
- 先生成一个新结点S
- 尾指针指向新结点r->next=s
- r后移又变成最后一个结点
- r指针指向null
//==========用尾插入法建立带头结点的单链表===========
LinkList CreatListR1(void)
{
char ch[10];
LinkList head=(LinkList)malloc(sizeof(ListNode)); //生成头结点
ListNode *s,*r,*pp;
r=head;
r->next=NULL;
printf("Input # to end "); //输入"#"代表输入结束
printf("Please input Node_data:");
scanf("%s",ch); //输入各结点的字符串
while(strcmp(ch,"#")!=0) {
pp=LocateNode(head,ch); //按值查找结点，返回结点指针
if(pp==NULL) { //没有重复的字符串，插入到链表中
s=(ListNode *)malloc(sizeof(ListNode));
strcpy(s->data,ch);
r->next=s;
r=s;
r->next=NULL;
}
printf("Input # to end ");
printf("Please input Node_data:");
scanf("%s",ch);
}
return head; //返回头指针
}
4、按值查找结点
//==========按值查找结点，找到则返回该结点的位置，否则返回NULL==========
ListNode *LocateNode(LinkList head, char *key)
{
ListNode * p=head->next; //从开始结点比较
while( p && (strcmp(p->data,key)!=0 ) ) //直到p为NULL或p-> data为key止
p=p->next; //扫描下一个结点
return p; //若p=NULL则查找失败，否则p指向找到的值为key的结点
}
5、删除带头结点的单链表
//==========删除带头结点的单链表中的指定结点=======
void DeleteList(LinkList head,char *key)
{
ListNode *p,*r,*q=head;
p=LocateNode(head,key); //按key值查找结点的
********************
if(p==NULL){
printf("error");
}
while(q->next!=p)
q=q->next;
r=q->next;
q->next=r->next;
free(r);
}
效果如下：根据输入（不允许输入重复的）的字符串，找到相应的结点并删除。
6、打印链表
//===========打印链表=======
void printlist(LinkList head)
{
ListNode *p=head->next; //从开始结点打印
while(p){
printf("%s, ",p->data);
p=p->next;
}
printf("\n");
}
7、删除所有结点
//==========删除所有结点，释放空间===========
void DeleteAll(LinkList head)
{
ListNode *p=head,*r;
while(p->next){
r=p->next;
free(p);
p=r;
}
free(p);
}
四、总结
（1）找到要删除的这个节点：通过遍历来查找节点，从头指针+头节点开始，顺着链表依次找到我们要删除的那个节点。
（2）如果不是尾节点：首先把待删除节点的前一个节点的q->next指向待删除节点的后一个节点的首地址r->next，然后再将这个节点free掉。
（3）如果这个节点是尾节点，首先把待删除这个节点的前一个节点的q->next指针指向NULL，然后再将这个节点free掉。
五、完整代码
#include"stdio.h"
#include"string.h"
#include"stdlib.h"
#include"ctype.h"
typedef struct node //定义结点
{
char data[10]; //结点的数据域为字符串
struct node *next; //结点的指针域
}ListNode;
typedef ListNode* LinkList; // 自定义LinkList单链表类型
LinkList CreatListR1(void);
ListNode *LocateNode(LinkList head, char *key);
void DeleteList(LinkList head,char *key);
void printlist(LinkList head);
void DeleteAll(LinkList head);
//==========主函数==============
main()
{
char ch[10],num[2];
LinkList head;
head=CreatListR1(); //用尾插入法建立单链表，返回头指针
printlist(head); //遍历链表输出其值
printf(" Delete node (y/n):"); //输入"y"或"n"去选择是否删除结点
scanf("%s",num);
if(strcmp(num,"y")==0 || strcmp(num,"Y")==0){
printf("Please input Delete_data:");
scanf("%s",ch); //输入要删除的字符串
DeleteList(head,ch);
printlist(head);
}
DeleteAll(head); //删除所有结点，释放内存
}
//==========用尾插入法建立带头结点的单链表===========
LinkList CreatListR1(void)
{
char ch[10];
LinkList head=(LinkList)malloc(sizeof(ListNode)); //生成头结点
ListNode *s,*r,*pp;
r=head;
r->next=NULL;
printf("Input # to end "); //输入"#"代表输入结束
printf("Please input Node_data:");
scanf("%s",ch); //输入各结点的字符串
while(strcmp(ch,"#")!=0) {
pp=LocateNode(head,ch); //按值查找结点，返回结点指针
if(pp==NULL) { //没有重复的字符串，插入到链表中
s=(ListNode *)malloc(sizeof(ListNode));
strcpy(s->data,ch);
r->next=s;
r=s;
r->next=NULL;
}
printf("Input # to end ");
printf("Please input Node_data:");
scanf("%s",ch);
}
return head; //返回头指针
}
//==========按值查找结点，找到则返回该结点的位置，否则返回NULL==========
ListNode *LocateNode(LinkList head, char *key)
{
ListNode * p=head->next; //从开始结点比较
while( p && (strcmp(p->data,key)!=0 ) ) //直到p为NULL或p-> data为key止
p=p->next; //扫描下一个结点
return p; //若p=NULL则查找失败，否则p指向找到的值为key的结点
}
//==========删除带头结点的单链表中的指定结点=======
void DeleteList(LinkList head,char *key)
{
ListNode *p,*r,*q=head;
p=LocateNode(head,key); //按key值查找结点的
if(p==NULL){
printf("error");
exit(0);
}
while(q->next!=p)
q=q->next;
r=q->next;
q->next=r->next;
free(r);
}
//===========打印链表=======
void printlist(LinkList head)
{
ListNode *p=head->next; //从开始结点打印
while(p){
printf("%s, ",p->data);
p=p->next;
}
printf("\n");
}
//==========删除所有结点，释放空间===========
void DeleteAll(LinkList head)
{
ListNode *p=head,*r;
while(p->next){
r=p->next;
free(p);
p=r;
}
free(p);
}