C語言數據結構之單鏈表的實現

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一.為什麼使用鏈表

在學習鏈表以前，我們存儲數據用的方式就是數組。使用數組的好處就是便於查找數據，但缺點也很明顯。

使用前需聲明數組的長度，一旦聲明長度就不能更改

插入和刪除操作需要移動大量的數組元素，效率慢

隻能存儲一種類型的數據.

為瞭解決上述的問題，我們就可以使用鏈表來存儲數據。

二.鏈表的概念

概念：鏈表是一種物理存儲結構上非連續、非順序的存儲結構，數據元素的邏輯順序是通過鏈表中的指針鏈接次序實現的

三.鏈表的實現

3.1 創建鏈表前須知

結點:鏈表中每一個元素稱為“結點”，每個結點都應包括兩個部分：一為用戶需要用的實際數據；二為下一個結點的地址，

頭結點：在單鏈表的第一個結點之前附設一個結點，這個節點不存儲數據，稱之為頭結點

3.2 定義結構體

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>

typedef int SLDateType; //鏈表中存儲的數據類型，可換成其他

typedef struct SListNode
{
	SLDateType date;
	struct SListNode* next; //指向下一個節點的指針
}SListNode;

3.3 申請一個節點

SListNode* BuyListNode(SLDateType x)
{
    SListNode* newNode = (SListNode*)malloc(sizeof(SListNode));
    if (NULL == newNode)
    {
        printf("malloc error\n"); //內存開辟失敗
        exit(-1);
    }
    else
    {
        newNode->date = x; // 給新節點賦值
        newNode->next = NULL;
    }
    return newNode;
}

3.4 鏈表的頭插

void SListPushFront(SListNode** pphead/*要改動頭指針，所以要傳遞二級指針*/, SLDateType x)
{
    SListNode* newNode = BuyListNode(x); //申請節點
    newNode->next = *pphead;
    *pphead = newNode;
}

3.5 鏈表的尾插

void SListPushBack(SListNode** pphead, SLDateType x)
{
    SListNode* newNode = BuyListNode(x);
    if (*pphead == NULL) //若頭指針為空，則鏈表為空鏈表，直接將新節點接到頭指針後
    {
        *pphead = newNode;
    }
    else
    {
        SListNode* tail = *pphead;
        while (tail->next != NULL) //找鏈表的尾部
        {
            tail = tail->next;
        }
        tail->next = newNode;//將新節點接到尾部
    }
}

3.6 鏈表的尾刪

void SListPopBack(SListNode** pphead)
{
	assert(pphead);

	if (*pphead == NULL)//鏈表為空，則不進行任何操作
	{
		return;
	}
	else if ((*pphead)->next == NULL) //鏈表隻有一個節點
	{
		free(*pphead);
		*pphead = NULL;
	}
	else//其餘情況
	{
		SListNode* tail = *pphead; //鏈表的尾部節點
		SListNode* pre = NULL;//鏈表尾的前一個節點
		while (tail->next != NULL)//找尾
		{
			pre = tail;
			tail = tail->next;
		}
		pre->next = tail->next; //將尾節點的指針域賦值給前一個節點的指針域
		free(tail);
	}
}

3.7 鏈表的頭刪

void SListPopFront(SListNode** pphead)
{
    assert(pphead);
    if (*pphead == NULL) //鏈表為空什麼也不做
    {
        return;
    }
    else
    {
        SListNode* head = *pphead;//記錄原本的第一個節點
        *pphead = head->next; //讓頭指針指向第二個節點
        free(head);//釋放第一個節點
    }
}

3.8 尋找某節點

SListNode* SListFind(SListNode* phead, SLDateType x)
{
    SListNode* cur = phead;
    while (cur != NULL)
    {
        if (cur->date == x) //找到則返回該節點
        {
            return cur;
        }
        cur = cur->next;
    }
    return NULL; //未找到則返回空
}

3.9 在指定節點前插入節點

void SListInsert(SListNode** pphead, SListNode* pos/*要插入的位置*/, SLDateType x)
{
	assert(pphead);
	assert(pos);

	if (*pphead == pos)
	{
		SListPushFront(pphead, x);
	}
	else
	{
		SListNode* cur = *pphead; //當前所指向的位置
		SListNode* pre = NULL; //前一個節點
		while (cur != pos)
		{
			pre = cur;
			cur = cur->next;
		}
		SListNode* newNode = BuyListNode(x);
		pre->next = newNode;
		newNode->next = cur;
	}
}

3.10 刪除指定節點前的節點

void SListErase(SListNode** pphead, SListNode* pos/*要插入的位置*/)
{
	assert(pphead);
	assert(pos);

	if (*pphead == pos)
	{
		SListPopFront(pphead);
	}
	else
	{
		SListNode* cur = *pphead;
		SListNode* pre = *pphead;
		while (cur != pos)
		{
			pre = cur;
			cur = cur->next;
		}
		pre->next = cur->next;
		free(cur);
	}
}

3.11 鏈表的銷毀

void SListDestory(SListNode** pphead)
{
    if (*pphead == NULL)
    {
        return;
    }
    else
    {
        while (*pphead != NULL)
        {
            SListNode* cur = *pphead;
            *pphead = cur->next;
            free(cur);
        }
    }
}

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