数据结构：程序加图示分析单链表的插入和删除操作

下图展示了单链表的基本结构：

head指针是链表的头指针，指向第一个节点，每个节点的next指针域指向下一个节点，最后一个节点的next指针域为NULL，在图中用0表示。

下面先来看程序（栈的链式存储实现，另外一个实现点这里）和对应的输出（注意输出前进行了链表反转（见《单链表反转》，否则程序后面的while循环输出的顺序是250，200，100），接着来分析程序：

 C++ Code 

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/* linkedlist.h */ #ifndef LINKEDLIST_H #define LINKEDLIST_H typedef  struct node *link; struct node {      unsigned  char item;     link next; }; link make_node( unsigned  char item); void free_node(link p); link search( unsigned  char key); void insert(link p); void deletep(link p); void traverse( void (*visit)(link)); void reverse( void); void destroy( void); void push(link p); link pop( void); #endif

 C++ Code 

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/* linkedlist.c */ #include <stdlib.h> #include <stdio.h> #include  "linkedlist.h" static link head =  NULL; link make_node( unsigned  char item) {     link p = malloc( sizeof(*p));     p->item = item;     p->next =  NULL;     printf( "make node from Item %d\n", item);      return p; } void free_node(link p) {     printf( "free node ...\n");     free(p); } link search( unsigned  char key) {     link p;     printf( "search by key %d\n", key);      for (p = head; p; p = p->next)          if (p->item == key)              return p;      return  NULL; } void insert(link p) {     printf( "insert node from head ...\n");     p->next = head;     head = p; } /* void delete(link p) {     link pre;     printf("delete node from ptr ...\n");     if (p == head) {         head = p->next;         return;     }     for (pre = head; pre; pre = pre->next)          if (pre->next == p) {             pre->next = p->next;             return;      } } */ void deletep(link p) {     link *pnext;     printf( "delete node from ptr ...\n");      for (pnext = &head; *pnext; pnext = &(*pnext)->next)          if (*pnext == p)         {             *pnext = p->next;              return;         } } void traverse( void (*visit) (link)) {     link p;     printf( "linkedlist traverse ...\n");      for (p = head; p; p = p->next)         visit(p); } void reverse( void) {     link pnode = head;     link pprev =  NULL;     printf( "reverse linkedlist ...\n");      while (pnode !=  NULL)     {          // get the next node, and save it at pNext         link pnext = pnode->next;          // reverse the linkage between nodes         pnode->next = pprev;          // move forward on the the list         pprev = pnode;         pnode = pnext;     }     head = pprev; } void destroy( void) {     link q, p = head;     printf( "destory linkedlist ...\n");     head =  NULL;      while (p)     {         q = p;         p = p->next;         free_node(q);     } } void push(link p) {     printf( "push item from head ...\n");     insert(p); } link pop( void) {      if (head ==  NULL)          return  NULL;      else     {         link p = head;         printf( "pop item from head ...\n");         head = head->next;          return p;     } }

 C++ Code 

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/*************************************************************************     > File Name: main.c     > Author: Simba     > Mail: [email protected]     > Created Time: Fri 28 Dec 2012 01:22:24 PM CST  ************************************************************************/ #include<stdio.h> #include  "linkedlist.h" void print_item(link p) {     printf( "print item %d \n", p->item); } int main( void) {     link p = make_node( 10);     insert(p);     p = make_node( 5);     insert(p);     p = make_node( 90);     insert(p);     p = search( 5);     deletep(p);     free_node(p);     traverse(print_item);     destroy();     printf( "..................\n");     p = make_node( 100);     push(p);     p = make_node( 200);     push(p);     p = make_node( 250);     push(p);     reverse(); //链表反转      while ((p = pop()))     {         print_item(p);         free_node(p);     }      return  0; }

输出为：

分析：

在初始化时把头指针head初始化为NULL，表示空链表（不带头结点）。然后main函数调用make_node创建几个节点，分别调用insert插入到链表中。

链表的插入操作如下图：

正如上图所示，insert函数虽然简单，其中也隐含了一种特殊情况（Special Case）的处理，当head为NULL时，执行insert操作插入第一个节点之后，head指向第一个节点，而第一个节点的next指针域成为NULL，这很合理，因为它也是最后一个节点。所以空链表虽然是一种特殊情况，却不需要特殊的代码来处理，和一般情况用同样的代码处理即可，这样写出来的代码更简洁，但是在读代码时要想到可能存在的特殊情况。当然，insert函数传进来的参数p也可能有特殊情况，传进来的p可能是NULL，甚至是野指针，本章的函数代码都假定调用者的传进来的参数是合法的，不对参数做特别检查。事实上，对指针参数做检查是不现实的，如果传进来的是NULL还可以检查一下，如果传进来的是野指针，根本无法检查它指向的内存单元是不是合法的，C标准库的函数通常也不做这种检查，例如strcpy(p, NULL)就会引起段错误。

接下来main函数调用search在链表中查找某个节点，如果找到就返回指向该节点的指针，找不到就返回NULL。

search函数其实也隐含了对于空链表这种特殊情况的处理，如果是空链表则循环体一次都不执行，直接返回NULL。

然后main函数调用delete从链表中摘除用search找到的节点，最后调用free_node释放它的存储空间。

链表的删除操作如下图：

从上图可以看出，要摘除一个节点需要首先找到它的前趋然后才能做摘除操作，而在单链表中通过某个节点只能找到它的后继而不能找到它的前趋，所以删除操作要麻烦一些，需要从第一个节点开始依次查找要摘除的节点的前趋。delete操作也要处理一种特殊情况，如果要摘除的节点是链表的第一个节点，它是没有前趋的，这种情况要用特殊的代码处理，而不能和一般情况用同样的代码处理。这样很不爽，能不能把这种特殊情况转化为一般情况呢？可以把delete函数改成上述程序那样：

消除特殊情况的链表删除操作如下图：

定义一个指向指针的指针pnext，在for循环中pnext遍历的是指向链表中各节点的指针域，这样就把head指针和各节点的next指针统一起来了，可以在一个循环中处理。（其实增加一个头节点也可以消除delete的特殊情况《线性表的链式存储结构》）
然后main函数调用traverse函数遍历整个链表，调用destroy函数销毁整个链表。

参考：《linux c 编程一站式学习》