C语言中单链表的基本操作(创建、销毁、增删查改等)
作者：安河桥畔
这篇文章主要介绍了C语言中单链表的基本操作(创建、销毁、增删查改等)，具有很好的参考价值，希望对大家有所帮助。如有错误或未考虑完全的地方，望不吝赐教
链表分类
链表主要有下面三种分类方法：
- 单向或者双向
- 带头或者不带头
- 循环或者非循环综合来看链表有八种类型，本文主要针对的是不带头节点的非循环单链表。
单链表的介绍
typedef struct SListNode
{
DataType data;//数据域
struct SListNode *next;//结构体指针，指向下一个节点
}SListNode;//类型别名
如图
链表的每一个节点由数据域和指针域构成，数据域存放数据，指针域中的指针指向下一个节点。
plist表示链表的指针，指向链表的第一个节点，最后一个节点的指针为空。
单链表的基本操作
创建
创建单链表有几点需注意：
- 链表与顺序表的区别是，顺序表是物理空间上连续的，而链表只在逻辑上连续，所以链表申请空间时是使用一个申请一个，顺序表则是一次申请一段空间，空间不足时进行扩容。
- 如果在栈上申请空间，在函数调用结束后会释放，所以需要在堆区申请空间。
- 每次申请一个节点都要存入数据，所以链表总是满的，而顺序表则可能有一段空间没有利用。
- 函数的返回值是指向节点的结构体类型的指针
SListNode* BuySListNode(DataType x)
{
SListNode* plist = (SListNode*)malloc(sizeof(SListNode));
if (plist == NULL)
{
return NULL;//判断是否申请成功
}
plist->data = x;
plist->next = NULL;
return plist;
}
打印
遍历链表，进行打印
void SListPrint(SListNode* plist)
{
assert(plist);
SListNode* cur = plist;
while (cur)
{
printf("%d-->", cur->data);
cur = cur->next;
}
printf("NULL\n");
}
尾插
尾插的操作步骤：
- 若链表为空，*pplist指向新插入的节点
- 链表不为空则遍历链表，找到最后一个节点
- 令最后一个节点的next指向新插入的节点
- 新插入的节点next指向NULL
注意事项：
- 因为插入元素要改变原链表中指针的指向，故传参时要传入二级指针。
- assert(pplist)是判断链表是否存在，因为pplist是指向链表的指针的地址，若pplist为空，说明链表的地址不存在，即链表不存在；而如果(*pplist)为空，表示的是该链表是空链表。
void SListPushBack(SListNode** pplist, DataType x)
{
//改变指针指向，参数传二级指针
assert(pplist);//判断链表是否存在,与链表是否为空不同
//1.若链表为空，*pplist指向插入的节点
if (*pplist == NULL)
{
*pplist = BuySListNode(x);
}
else {
//2.链表不为空，指针移动到链表最后一个节点，其next指向插入的节点
SListNode* cur = *pplist;
while (cur->next)
{
cur = cur->next;//cur的next为空时，cur指向最后一个节点
}
cur->next = BuySListNode(x);
}
}
头插
头插操作顺序：
- 申请一个新节点
- 新节点的next指向原来的第一个节点，即*pplist
- 改变*pplist指向，使其指向新增的节点
进行头插时，要注意各个步骤的顺序，如果直接令*pplist指向了新增的的节点，会导致原有的第一个节点无法找；另外，链表为空时的操作方法与链表非空时代码可以合并，不用再分开写各种情况。
void SListPushFront(SListNode** pplist, DataType x)
{
assert(pplist);
//if (NULL == *pplist)
//{
// //链表为空
// *pplist = BuySListNode(x);
//}
//else
//{
// SListNode* temp = *pplist;//temp指向链表原来的第一个节点
// *pplist = BuySListNode(x);//plist指向新增的节点
// (*pplist)->next = temp;//新增的节点指向原来的第一个节点
//}
//上面两种情况代码可以合并
SListNode* node = BuySListNode(x);//申请一个新节点
node->next = *pplist;//新增的节点的next指向原来的第一个节点
*pplist = node;//*pplist指向新增的节点
}
尾删
尾删步骤：
- 判断链表是否为空或只有一个结点
- 遍历找到最后一个节点的前驱结点prev
- 令prev的next指向NULL
- 释放原来最后一个节点申请的空间
注意事项：
- 区分链表为空、单个结点、多个结点各种情况
- 不能找到最后一个节点并将其置空，而是要找到其前驱节点，断开与最后一个节点的连接
- 删除节点后要释放空间，避免内存泄漏
void SListPopBack(SListNode** pplist)
{
assert(pplist);
//1.链表为空
if (NULL== *pplist)
{
return;
}
//2.链表只有一个元素
else if (NULL == (*pplist)->next)
{
free(*pplist);
*pplist = NULL;
}
//3.链表有多个元素
else
{
SListNode* prev = NULL;
SListNode* cur = *pplist;
while (cur->next)
{
prev = cur;
cur = cur->next;//循环结束时cur指向最后一个节点
}
//cur= NULL;//这里不能写cur=NULL,需要找到cur的前一个节点，将其next置空\
否则前一个结点的next依然指向原来的最后一个节点
prev->next = NULL;//prev成为最后一个节点
free(cur);//释放原来最后一个节点的空间
}
头删
头删的操作步骤：
- 保存第一个节点的指针信息
- 令*pplist指向第二个节点
- 释放原来的第一个节点的空间
同样的，头删也要注意保存原来第一个节点的位置，否则*pplist指向改变后，原来的第一个节点就找不到了，会无法释放空间造成内存泄漏。
void SListPopFront(SListNode** pplist)
{
assert(pplist);
//1.单链表为空
if (NULL == *pplist)
{
return;
}
2.单链表有一个节点
//else if (NULL == (*pplist)->next)
//{
// *pplist = NULL;//删除后链表为空
//}
3.单链表有多个节点
//else
//{
//*pplist= (*pplist)->next;
//}
//两种情况可以合并，只有一个节点时，*pplist的next为空
else
{
SListNode* delNode = *pplist;
*pplist = delNode->next;
free(delNode);//释放删除节点的空间
}
}
查找
用于查找某一元素是否存在于链表中，若存在则返回其第一次出现在链表中的位置，不存在则返回NULL。
遍历时注意循环条件。
SListNode* SListFind(SListNode* plist, DataType x)
{
SListNode* cur = plist;
while (cur)
{
if (cur->data == x)
{
return cur;
}
else
{
cur = cur->next;
}
}
return NULL;
}
任意位置插入
pos节点后插入的步骤：
- 申请一个新的节点
- 新增节点的next指向原pos的next
- pos的next指向新增的节点
注意事项
- 任意位置的插入操作只能在给定节点的后面插入，前面的节点无法同通过给出的节点找到。
- 要注意插入的操作顺序，否则原来链表pos后的节点可能会找不到
void SListInsertAfter(SListNode* pos, DataType x)
{
assert(pos);//指针合法性校验
SListNode* newNode = BuySListNode(x);
newNode->next = pos->next;
pos->next = newNode;
}
任意位置删除
与任意位置的插入相同，只能删除给定节点pos后面的节点
void SListDeleteAfter(SListNode* pos)
{
assert(pos);
//1.链表有一个节点
if (NULL == pos->next)
{
return;
}
//2.链表有多个节点
else
{
SListNode* temp = pos->next;
pos->next = temp->next;
free(temp);
}
}
销毁
链表的销毁，遍历一遍，逐个释放空间
void SListDestroy(SListNode** pplist)
{
assert(pplist);//链表是否存在
//1.链表为空
if (NULL == *pplist)
{
return;
}
else
{
SListNode* cur = NULL;
while (*pplist)
{
cur = *pplist;
*pplist = (*pplist)->next;
free(cur);
}
}
}
完整代码
work.h
头文件包含，函数声明，定义结构体
#pragma once
#include<stdio.h>
#include<Windows.h>
#include<assert.h>
#include<assert.h>
typedef int DataType;
typedef struct SListNode
{
DataType data;//数据域
struct SListNode *next;//结构体指针，指向下一个节点
}SListNode;//类型别名
//函数声明
SListNode* BuySListNode(DataType x);//节点申请
void SListPrint(SListNode* pst);//单链表遍历打印
void SListPushBack(SListNode** pplist, DataType x);//单链表尾插
void SListPushFront(SListNode** pplist, DataType x);//单链表头插
void SListPopBack(SListNode** pplist);//单链表尾删
void SListPopFront(SListNode** pplist);//单链表头删
SListNode* SListFind(SListNode* plist, DataType x);//单链表查找
void SListInsertAfter(SListNode* pos, DataType x);//pos后位置的插入
void SListDeleteAfter(SListNode* pos);//pos后位置的删除
void SListDestroy(SListNode** pplist);//释放链表空间
work.c
各操作函数的具体实现
#include"work.h"
//链表与顺序表的区别是，顺序表是物理空间上连续的
//而链表只在逻辑上连续，所以链表申请空间时是使用一个申请一个
//顺序表则是一次申请一段空间
SListNode* BuySListNode(DataType x)
{
//若在栈申请内存函数调用结束后会释放，所以使用动态申请
SListNode* plist = (SListNode*)malloc(sizeof(SListNode));
if (plist == NULL)
{
return NULL;//判断是否申请成功
}
plist->data = x;
plist->next = NULL;
return plist;
}
void SListPrint(SListNode* plist)
{
assert(plist);
SListNode* cur = plist;
while (cur)
{
printf("%d-->", cur->data);
cur = cur->next;
}
printf("NULL\n");
}
//尾插法
void SListPushBack(SListNode** pplist, DataType x)
{
//改变指针指向，参数传二级指针
assert(pplist);//判断链表是否存在,与链表是否为空不同
//1.若链表为空，*pplist指向插入的节点
if (*pplist == NULL)
{
*pplist = BuySListNode(x);
}
else {
//2.链表不为空，指针移动到链表最后一个节点，其next指向插入的节点
SListNode* cur = *pplist;
while (cur->next)
{
cur = cur->next;//cur的next为空时，cur指向最后一个节点
}
cur->next = BuySListNode(x);
}
}
//头插法
void SListPushFront(SListNode** pplist, DataType x)
{
assert(pplist);
//if (NULL == *pplist)
//{
// //链表为空
// *pplist = BuySListNode(x);
//}
//else
//{
// SListNode* temp = *pplist;//temp指向链表原来的第一个节点
// *pplist = BuySListNode(x);//plist指向新增的节点
// (*pplist)->next = temp;//新增的节点指向原来的第一个节点
//}
//链表为空的情况可以和不为空合并
SListNode* node = BuySListNode(x);//申请一个新节点
node->next = *pplist;//新增的节点的next指向原来的第一个节点
*pplist = node;//*pplist指向新增的节点
}
//尾删法？
void SListPopBack(SListNode** pplist)
{
assert(pplist);
//1.链表为空
if (NULL== *pplist)
{
return;
}
//2.链表只有一个元素
else if (NULL == (*pplist)->next)
{
free(*pplist);
*pplist = NULL;
}
//3.链表有多个元素
else
{
SListNode* prev = NULL;
SListNode* cur = *pplist;
while (cur->next)
{
prev = cur;
cur = cur->next;//循环结束时cur指向最后一个节点
}
//cur= NULL;//这里不能写cur=NULL,需要找到cur的前一个节点，将其next置空\
否则前一个结点的next依然指向原来的最后一个节点
prev->next = NULL;//prev最后一个节点
free(cur);//释放原来最后一个节点的空间
}
}
//头删
void SListPopFront(SListNode** pplist)
{
assert(pplist);
//1.单链表为空
if (NULL == *pplist)
{
return;
}
2.单链表有一个节点
//else if (NULL == (*pplist)->next)
//{
// *pplist = NULL;//删除后链表为空
//}
3.单链表有多个节点
//else
//{
//*pplist= (*pplist)->next;
//}
//两种情况可以合并，只有一个节点时，*pplist的next为空
else
{
SListNode* delNode = *pplist;
*pplist = delNode->next;
free(delNode);//释放删除节点的空间
}
}
//单链表查找
SListNode* SListFind(SListNode* plist, DataType x)
{
SListNode* cur = plist;
while (cur)
{
if (cur->data == x)
{
return cur;
}
else
{
cur = cur->next;
}
}
return NULL;
}
//任意位置的插入
//只能在pos的后面插入
void SListInsertAfter(SListNode* pos, DataType x)
{
assert(pos);//指针合法性校验
SListNode* newNode = BuySListNode(x);
newNode->next = pos->next;
pos->next = newNode;
}
//任意位置的删除
//只能删除给定的pos后面的节点
void SListDeleteAfter(SListNode* pos)
{
assert(pos);
//1.链表有一个节点
if (NULL == pos->next)
{
return;
}
//2.链表有多个节点
else
{
SListNode* temp = pos->next;
pos->next = temp->next;
free(temp);
}
}
// 链表空间释放
void SListDestroy(SListNode** pplist)
{
assert(pplist);//链表是否存在
//1.链表为空
if (NULL == *pplist)
{
return;
}
else
{
SListNode* cur = NULL;
while (*pplist)
{
cur = *pplist;
*pplist = (*pplist)->next;
free(cur);
}
}
}
main.c
程序入口，测试用例
#include"work.h"
void Test()
{
SListNode* node = NULL;//定义一个结构体指针
//尾插法插入五个节点
SListPushBack(&node, 1);
SListPushBack(&node, 2);
SListPushBack(&node, 3);
SListPushBack(&node, 4);
SListPushBack(&node, 5);
SListPrint(node);//遍历打印
SListPushFront(&node, 0);//头插一个节点
SListPrint(node);//遍历打印
SListPopBack(&node);//尾删最后一个节点
SListPrint(node);//遍历打印
SListPopFront(&node);//头删第一个节点
SListPrint(node);//遍历打印
printf("%p\n", SListFind(node, 4));//查找3在链表中的位置
printf("%p\n", SListFind(node, 99));//查找99在链表中的位置
SListInsertAfter(SListFind(node, 4), 99);//4后面插入一个节点99
SListPrint(node);//遍历打印
SListDeleteAfter(SListFind(node, 4));//删除4的下一个节点
SListPrint(node);//遍历打印
}
int main()
{
Test();
system("pause");
return 0;
}
总结
以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持脚本之家。