数据结构------------线性表之链表（详细讲解）-阿里云开发者社区

一、链表是什么

链表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。链表由一系列结点（链表中每一个元素称为结点）组成，结点可以在运行时动态生成。每个结点包括两个部分：一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域。

下面我们用几种更容易理解的图片解释链表的物理结构和逻辑结构

tips：链表可分为8种

这里给出分法，自由组合即可

1.带头（哨兵位）链表/不带头链表

注：头节点不存放任何数据，有些人可能说可以存放数据的数量阿，那么可以思考一个问题，如果我的链表存放数据是double，阁下又将如何应对。如果存放数据超过int的最大存储个数，阁下又当如何应对。

2.双向链表/单向链表

3.循环链表/非循环链表

本文将实现单向不带头链表和双向循环带头链表（最常用）

1. 无头单向非循环链表：结构简单，一般不会单独用来存数据。实际中更多是作为其他数据结构的子结构，如哈希桶、图的邻接表等等。另外这种结构在笔试面试中出现很多。

2. 带头双向循环链表：结构最复杂，一般用在单独存储数据。实际中使用的链表数据结构，都

是带头双向循环链表。另外这个结构虽然结构复杂，但是使用代码实现以后会发现结构会带

来很多优势，实现反而简单了，后面我们代码实现了就知道了。（所以我们一定不要被复杂的数据结构吓到了，学就完了）

二、链表的接口代码实现

一.单向不带头链表

1.头文件的引入

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

2. 链表元素的创建

typedef int SLTDataType;
struct SListNode
{
  int data;
  struct  SListNode* next;//指向下一个节点
};

3.开辟空间

由于头插尾插等操作多次使用，我们决定封装成一个函数来达到复用的效果。

SLTNode* BuySListNode(SLTDataType x)
{
  SLTNode* newnode = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));
  newnode->data = x;
  newnode->next = NULL;
  return newnode;
}
typedef struct SListNode SLTNode;

4.各种接口的声明及实现

void SListPushBack(SLTNode** pphead, SLTDataType x);//尾插
void SListPushFront(SLTNode** pphead, SLTDataType x);//头插
void SListPrint(SLTNode* phead);
void SListPopFront(SLTNode** pphead);//头删
void SListPopBack(SLTNode** pphead);//尾删
SLTNode* SListFind(SLTNode* phead, SLTDataType x);
void SListInsert(SLTNode** pphead,SLTNode* pos,SLTDataType x);//在pos的前面插入
void SListErase(SLTNode** pphead,SLTNode* pos);//删除pos位置的值
//在i前面插入x
// void SListInsert(SLTNode** head ,int i,SLTDataType x);
//删除i 位置的值
//  void SListErase(SLTNode** head ,int i);
//上述i表示下标
//

void SListPrint(SLTNode* phead)
{
  SLTNode* cur = phead;
  while(cur != NULL)
  {
    printf("%d->", cur->data);
    cur = cur->next;
  }
  printf("NULL\n");
}
SLTNode* BuySListNode(SLTDataType x)
{
  SLTNode* newnode = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));
  newnode->data = x;
  newnode->next = NULL;
  return newnode;
}
void SListPushBack(SLTNode** pphead, SLTDataType x)//也可以用引用来解决，*&，引用的意思是别名
{
  SLTNode* newnode = BuySListNode(x);
  if (*pphead == NULL)
  {
    *pphead = newnode;//形参是实参的临时拷贝，形参的改变不会影响实参
  }
  else
  {
    //找尾节点的指针
    SLTNode* tail = *pphead;
    while (tail->next != NULL)//phead是空指针，给tail也是空指针，再访问就会崩溃
    {
      tail = tail->next;
    }
    //尾节点链接新节点
    tail->next = newnode;
  }
}
//不会改变链表的头指针，传一级指针
//会改变链表的头指针，传二级指针
void SListPushFront(SLTNode** pphead, SLTDataType x)
{
  SLTNode* newnode = BuySListNode(x);
  if (*pphead == NULL)//考虑头插如果只有一个节点
  {
    *pphead = newnode;
  }
  else 
  {
    newnode->next = *pphead;
    *pphead = newnode;
  }
}
void SListPopFront(SLTNode** pphead)//头删
{
  SLTNode* next = (*pphead)->next;
  free(*pphead);
  //如果直接一free直接找不到这个链表了
  *pphead = next;
}
void SListPopBack(SLTNode** pphead)
{
  //空
  //一个节点
  //一般情况
  if (*pphead == NULL)
  {
    return;
  }
  else if ((*pphead)->next==NULL)
  {
    free(*pphead);
    *pphead = NULL;
  }
  else
  {
    //找尾节点前一个的指针，再定义一个prev
    SLTNode* prev = NULL;
    SLTNode* tail = *pphead;
    while (tail->next != NULL)//phead是空指针，给tail也是空指针，再访问就会崩溃
    {
      prev = tail;//把自己的位置给到prev，自己在往下走
      tail = tail->next;
    }
    free(tail);
    prev->next = NULL;
  }
}
//寻找pos
SLTNode* SListFind(SLTNode* phead, SLTDataType x)
{
  SLTNode* cur = phead;
  //while (cur != NULL)
  while (cur)
  {
    if (cur->data == x)
    {
      return cur;
    }
    cur = cur->next;
  }
  return NULL;
}
//在pos的前面插入
void SListInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDataType x)
{
  if (pos == *pphead)
  {
    SListPushFront(pphead, x);
  }
  SLTNode* newnode = BuySListNode(x);
  SLTNode* prev = pphead;
  while(prev->next!=pos)
  {
    prev = prev->next;
  }
  prev->next = newnode;
  newnode->next = pos;
}
void SListErase(SLTNode** pphead,SLTNode* pos)
{
  if (pos == *pphead)
  {
    SListPopFront(pphead);
  }
  SLTNode* prev = pphead;
  while (prev->next != pos)
  {
    prev = prev->next;
  }
  prev->next = pos->next;
  free(pos);
}
//删除pos位置的值

这里注意一点，形参只是实参的临时拷贝，我们有两种选择方式，第一种，让函数的返回值为结构体指针，不然如果是无返回值的函数则无法真正的改变实参本身，所以我们传指针的地址来修改实参。

聪明的小伙伴可能又发现了，我们erase和insert就可以实现头插尾插的全部内容，如果要快速实现完整的链表，可千万不要一个一个实现奥，我们可以利用函数的复用实现更精简的代码效果。

一.双向带头循环链表

这里直接给出完整的代码

List.h

#pragma once
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include<assert.h>
#include<stdbool.h>
typedef int LTDataType;
typedef struct ListNode
{
  struct ListNode* next;
  struct ListNode* prev;//前驱指针
  int data;
}ListNode;
ListNode* ListInit();
void ListDestory(ListNode* phead);
void ListPrint(ListNode* phead);
void ListPushBack(ListNode* phead,LTDataType x);
void ListPushFront(ListNode* phead, LTDataType x);
void ListPopBack(ListNode* phead);
void ListPopFront(ListNode* phead);
ListNode* ListFind(ListNode* phead, LTDataType x);
void ListInsert(ListNode* pos, LTDataType x);
void ListErase(ListNode* pos, LTDataType x);
bool ListEmpty(ListNode* phead);
int ListSize(ListNode* phead);

List.c

void ListPrint(ListNode* phead)
{
  ListNode* cur = phead->next;
  while (cur != phead)
  {
    printf("%d ", cur->data);
    cur = cur->next;
  }
  printf("\n");
}
ListNode* BuyListNode(LTDataType x)
{
  ListNode* newnode = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));
  newnode->data = x;
  newnode->next = NULL;
  newnode->prev = NULL;
  return newnode;
}
ListNode* ListInit()//这个时候仍然存在形参改变不了实参的问题，所以我们使用返回结构体指针来解决这个问题
{
  ListNode* phead = BuyListNode(0);
  phead->next = phead;
  phead->prev = phead;
  return phead;
}
void ListDestory(ListNode* phead)
{
  assert(phead);
  ListNode* cur = phead->next;
  while (cur != phead)
  {
    ListNode* next = cur->next;
    free(cur);
    cur = next;
  }
  free(phead);
  phead = NULL;
}
void ListPushBack(ListNode* phead,LTDataType x)
{
  assert(phead);
  ListNode* tail=phead->prev;
  ListNode* newnode = BuyListNode(x);
  tail->next = newnode;
  newnode->prev = tail;
  newnode->next = phead;
  phead->prev = newnode;
}
void ListPushFront(ListNode* phead, LTDataType x)
{
  assert(phead);
  ListNode* first = phead->next;
  ListNode* newnode = BuyListNode(x);
  //接下来就是三个节点的链接
  phead->next = newnode;
  newnode->next = first;
  newnode->prev = phead;
  first->prev = newnode;
}
void ListPopFront(ListNode* phead)
{
  assert(phead);
  assert(phead->next != phead);//防止只剩一个哨兵节点也删掉
  ListNode* first = phead->next;
  ListNode* second = first->next;
  phead->next = second;
  second->prev = phead;
  free(first);
  first = NULL;
}
void ListPopBack(ListNode* phead)
{
  assert(phead);
  assert(phead->next != phead);//防止只剩一个哨兵节点也删掉
  ListNode* tail = phead->prev;
  ListNode* prev = tail->prev;
  prev->next = phead;
  phead->prev = prev;
  free(tail);
  tail = NULL;
}
ListNode* ListFind(ListNode* phead, LTDataType x)
{
  assert(phead);
  ListNode* cur = phead->next;
  while (cur != phead)
  {
    if (cur->data == x)
    {
      return cur;
    }
    cur = cur->next;
  }
  return NULL;
}
void ListInsert(ListNode* pos, LTDataType x)
{
  assert(pos);
  ListNode* prev = pos->prev;
  ListNode* newnode = BuyListNode(x);
  prev->next = newnode;
  newnode->next = pos;
  pos->prev = newnode;
  newnode->prev = prev;
}
void ListErase(ListNode* pos, LTDataType x)
{
  assert(pos);
  ListNode* prev = pos->prev;
  ListNode* next = pos->next;
  prev->next = next;
  next->prev = prev;
  free(pos);
  pos = NULL;
}