C语言数据结构之单向链表

1、前言

数组和结构体作为编程常用的数据结构，在使用的时候最大的缺陷就需要一块连续的内存空间，并且声明的时候还需要指定好长度，指定多了浪费，指定少了又怕后面不够。所以，链表它来了！

2、结构介绍

单向链表通常由两部分组成，一部分是链表需要存储的数据，另一部分则是一个指针，该指针的作用是指向下一个节点，详细的结构如图所示：

单个链表节点的数据结构与结构体一样，不过链表中指向下个节点的指针是必不可少的，一个简单的链表节点数据结构如下：

struct SingleList
{
    int data;
    struct SingleList *next;
};

3、使用讲解

3.1 创建链表

创建链表就是创建链表的头结点，有了头结点之后就可以使用指针进行节点的添加和删除了，创建头结点的代码操作就是定义一个链表指针，然后malloc内存分配给该节点就可以了：

SingleList * CreatList()
{
	SingleList *pHead;

    pHead = (SingleList *)malloc(sizeof(SingleList));
    if (pHead == NULL)
    {
    	return NULL;
	}
	else
	{
		pHead->next = NULL;
	}
        
    return pHead;
}

3.2 节点添加

链表的节点可以在任意位置进行添加，可以选择将新加的节点添加到头部、尾部或者中间位置，进行头部插入节点时的数据结构变化如图所示：

在头部进行节点插入的代码示例如下：

int InsertList(SingleList *pHead,int data)
{
    SingleList *Next,*pList;
    pList = (SingleList *)malloc(sizeof(SingleList));
    if (pList == NULL)
    {
    	return -1;
	}
    else
	{
		Next =  pHead->next; 
		pHead->next = pList;
		pList->next = Next;
	}    
	pList->data = data;
	
    return 0;
}

在中间位置进行节点插入后数据结构变化如图所示：

在中间位置可以指定第几个节点进行插入，也可以其它的方式，本文示例指定节点data值为Indata的节点后面进行插入：

int MidInsertList(SingleList *pHead,int Indata,int data)
{
    SingleList *Now,*Next,*pList;
  	
  	Now =  pHead->next;
	
	while(Now != NULL)
	{
		if(Now->data == Indata)
		{
			pList = (SingleList *)malloc(sizeof(SingleList));
		    if (pList == NULL)
		    {
		    	return -1;
			}
		    else
			{
				Next =  Now->next; 
				Now->next = pList;
				pList->next = Next;
				pList->data = data;
			}	
			return 0;
		}
		Now = Now->next;
	}
	 
    return -1;
}

在尾部位置进行节点插入后数据结构变化如图所示，尾部插入的代码可以自行添加，不再多占篇幅。

3.3 节点删除

相对应节点添加，节点删除也可以从链表的任意位置进行删除，本文示例删除指定data值的节点，节点删除的本质是释放malloc申请的空间，节点2删除后链表结构变化如图所示：

相应代码如下：

int DelList(SingleList *pHead,int Indata)
{
    SingleList *Now,*Last;
  	Last = pHead;
  	Now = pHead->next;

	while(Now != NULL)
	{
		if(Now->data == Indata)
		{
			Next = Now->next; 
			// 释放当前节点 
			free(Last->next);
			// 指向下一节点
			Last->next = Next; 
			return 0;
		}
		Last = Now;
		Now = Now->next;
	}
	 
    return -1;
}

3.4 节点遍历

节点遍历的本质就是从头结点开始往后找，一直找到NULL为止结束，遍历节点并打印出data值的代码如下：

void DisplayList(SingleList *pHead)
{
    SingleList *Now;   
  	Now =  pHead->next;
  	
    printf("展示节点 Data:\n");
	while(Now != NULL)
	{
		printf("%d\n",Now->data);
		Now = Now->next;
	}
	printf("\n");
}

4、简单测试

将上述代码和下面代码置于同一个.c文件中就可以测试了，测试代码如下：

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

int main()
{
    SingleList *pHead;
    
    // 创建链表 
    pHead = CreatList();
    
    // 使用头部插入方式插入节点，data值分别为1-2-3-4-5-6 
    InsertList(pHead,1);
    InsertList(pHead,2);
    InsertList(pHead,3);
	InsertList(pHead,4);  
	InsertList(pHead,5);  
	InsertList(pHead,6);  
	
	// 在data为2的节点后面插入data为100的节点 
    MidInsertList(pHead,2,100);
    
    // 遍历节点data值 
    DisplayList(pHead);
    
    // 删除data值为5的节点 
    DelList(pHead,5);
    
    // 遍历节点data值 
	DisplayList(pHead);
	
	// 销毁节点 
	DestoryList(pHead); 
    return 0;
}

测试结果如下：

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