一文教会你单向链表 1-阿里云开发者社区

一、什么是链表？

1.链表的定义

链表是是一种物理存储单元上非连续、非顺序的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接次序实现的。比较通俗易懂的说法就是，在计算机内存中开辟了一个个空间，然后通过地址的方式将它们链接在一起，并通过地址的方式进行访问。

2.链表的实现

只知道了链表的定义，估计大家还是云里雾里的，不知道什么才算是链表，接下来笔者就手动创建一个很挫的链表给大家，不通过函数的形式实现，主要是让大家先感受一下。

2.1链表的定义

在手动创建链表之前，我们要先对链表进行定义，对链表的定义，接口函数的引用和头文件的引用最好放在一个头文件中这样在要使用创建的接口时便只需要引用一个头文件即可，而接口函数的实现你也可以放在一个.c文件中，最后在另一个.c文件中引用函数测试即可，如图：

//链表博客版.h
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
typedef int SLDateType;
//链表成员我们先用int，int简单好懂
//而之所以要给它取个SLDateType的别名
//不仅仅是因为方便和int进行区分
//更主要的是以后链表的成员不想用int类型的话
//直接在这里进行修改即可
typedef struct SlistNode
{
  SLDateType data;//成员
  struct SlistNode* next;
  //这里给它取名叫next其实是为了方便到时使用，其实你叫它abc也是可以的
  // 在链表中，一个节点通过地址链接到下一个节点，就像串串一样把它们穿起来，而这个地址则是它们唯一的联系，
  //我们这讲述的是单向链表，所以只能够是前面的找到后面的，从后面找到前面是不可能实现的。
}SlistNode;

2.2创建一个链表

链表，其实也没什么高大上的，就是通过地址找到下一个节点然后进行对应的访问，核心在于地址上只要我们能够将首节点的地址链接到下一个节点，将下一个节点的地址链接到下下个节点的地址.....直到链接完成就停止即可，这里我们就先不链接那么多个节点，我们就简单的链接个节点数为3的链表

#include"链表博客版.h"
int main()
{
  SlistNode a, b, c;//创建三个节点
  a.next=&b;//a节点的链接部分存储b节点的地址
  b.next = &c;//b节点的链接部分存储c节点的地址
  c.next = NULL;//最后一个链接到空指针上，代表着链接结束
  a.data = 1;
  b.data = 2;
  c.data = 3;
  SlistNode* plist = &a;//将首节点保存
  while (plist)
  {
    printf("%d ", plist->data);//打印节点内的内容
    plist = plist->next;//不断地指向下一个节点，直到为空
  }
}

二、链表的各个接口

1.创建节点

创建节点是一个很重要的函数，在插入函数中需要使用。在函数中创建节点，我们就不能够像之前一样直接创建了，众所周知，在函数上创建节点出了函数就会自动销毁，为了避免节点被自动销毁，这里采用malloc的方式创建节点，别忘了在头文件中引用函数

#include"链表博客版.h"
SlistNode* buy_slistnode(SLDateType x)
//使用节点指针作为返回类型，来拿到创建好的新节点
{
  SlistNode* newnode = (SlistNode*)malloc(sizeof(SlistNode));
  //使用malloc创建一个新节点
  if (newnode == NULL)
  {
    perror("buy_slistnode");
    exit(-1);//创建失败直接中止程序
  }
  newnode->data = x;//将节点内容修改成需要的值
  newnode->next = NULL;//将链接对象置为空，因为不知道要链接谁
  return newnode;
}

2.头插(将新创建的节点作为头插入到链表中)

为什么先将头插节点呢？无他，相比尾插它简单很多

void slist_pushfront(SlistNode** phead, SLDateType x)
//采用二级指针的原因是，当没有节点的时候，我们要对首节点的地址进行修改
{
  //先创建一个新的节点
  SlistNode* newnode = buy_slistnode(x);
  //我们要头插是吧，也就是说新创建的节点是新的头
  //那么我们是不是应该把我们自己原来的头更新一下
  //然后再将之前的节点，也就是之前的头链接到新的头后面
/*  *phead = newnode;
  newnode->next = *phead;*/
  //但这是错误的，原因很简单，你的头更新了，那么你就找不到之前的节点了
    //换一下顺序即可
  newnode->next = *phead;
  *phead = newnode;
}

3.打印链表

插入完节点之后，也不知道自己到底有没有插入，因此我们来设计一个打印链表的函数

void print_slist(SlistNode* phead)
{
  while (phead)//phead不为空意味着还有节点没被访问完
  {
    printf("%d->", phead->data);
    phead=phead->next;//指向下一个节点
  }
  printf("NULL\n");//访问完了打印空，提示已经访问完了
}

测试效果：

#include"链表博客版.h"
void test1()
{
  SlistNode* plist = NULL;//创建一个链表头
  slist_pushfront(&plist, 1);//依次将1，2，3头插进链表中
  slist_pushfront(&plist, 2);//那么链表最后应该是3为头，1为尾
  slist_pushfront(&plist, 3);
  print_slist(plist);
}
int main()
{
  test1();
}

4.尾插(将新创建的节点插入到链表的末端)

尾插要在链表的末端进行插入，那么找到链表的末端是一件必须要做的事

void slist_pushback(SlistNode** phead, SLDateType x)
{
  SlistNode* tmp = *phead;
  //创建一个首节点的拷贝，避免影响到首节点的指向
  SlistNode* newnode = buy_slistnode(x);//创建一个新节点
  while(tmp->next)
  //当成员的next为空的时候意味着已经找到目标了
  // 跳出循环
  //接下来就是把这个成员的指向改变
  {
    tmp = tmp->next;
  }
  tmp->next = newnode;
}

很多小伙伴，写到这里的时候就以为已经完成了，但你想一想，如果此时链表中没有节点呢，也就是*phead此时为NULL的时候，你还能够指向next吗，你能对空指针进行解引用吗？显然不能，因此我们把这种情况单独处理。

void slist_pushback(SlistNode** phead, SLDateType x)
{
  SlistNode* tmp = *phead;
  //创建一个首节点的拷贝，避免影响到首节点的指向
  SlistNode* newnode = buy_slistnode(x);//创建一个新节点
  if (*phead==NULL)//当*phead==NULL时，意味着链表为空
  {
    *phead = newnode;//直接链接
    return;
  }
  while(tmp->next)
  //当成员的next为空的时候意味着已经找到目标了
  // 跳出循环
  //接下来就是把这个成员的指向改变
  {
    tmp = tmp->next;
  }
  tmp->next = newnode;
}

测试代码：

void test2()
{
  SlistNode* plist = NULL;
  slist_pushback(&plist, 10086);//依次尾插10086，666，555，111
  slist_pushback(&plist, 666);
  slist_pushback(&plist, 555);
  slist_pushback(&plist, 111);
  print_slist(plist);
}
int main()
{
  test2();
}

错误情况

程序直接就崩溃了，连print_slist即使是空也应该打印出来的NULL都没打印出来

正确情况

5.头删

void slist_popfront(SlistNode** phead)
{
  if (*phead==NULL)//空了就别删了
  {
    printf("链表为空，操作失败\n");
    return;
  }
  SlistNode* tmp = (*phead)->next;
  //储存头的下一个节点，避免找不到
  free(*phead);//直接释放头节点
  *phead =tmp;//头节点重新指向下一个节点
}

效果测试：

void test3()
{
  SlistNode* plist = NULL;
  slist_popfront(&plist);//直接删除，测试报错
  slist_pushback(&plist, 10086);//依次尾插10086，666，555，111
  slist_pushback(&plist, 666);
  slist_pushback(&plist, 555);
  slist_pushback(&plist, 111);
  print_slist(plist);
  slist_popfront(&plist);//删除10086
  print_slist(plist);
  slist_popfront(&plist);//删除666
  print_slist(plist);
  slist_popfront(&plist);//删除555
  print_slist(plist);
  slist_popfront(&plist);//删除111
  print_slist(plist);
}
int main()
{
  test3();
}

一文教会你单向链表 1