数据结构——lesson3单链表介绍及实现
1.什么是链表？
链表是一种 物理存储结构上非连续、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 。
逻辑图如下：
可以看出链表有两个变量，一个存放数据，另一个存放指向下一节点的指针；
此外链表还具有以下特征：
（1）链表在逻辑上连续，但在物理上不一定连续；
（2）链表的节点在现实中一般都是在堆上开辟出来的，所以使用结束后需要释放空间；
（3）从堆上申请的空间是按照一定策略分配的，所以物理空间可能连续也可能不连续。
2.链表的分类
链表按单向双向、无头带头、循环非循环可分为多种，这里我们介绍最常用的两种——无头单向非循环链表、带头双向循环链表。本篇文章将详细介绍无头单向非循环链表（简称单链表）的增删查改等的实现。
（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。
3.单链表的实现
（1）单链表的定义
typedef int SLTDateType;
typedef struct SListNode
{
SLTDateType data;//存放数据
struct SListNode* next;//存放下一个节点的指针
}SListNode;结构体定义两个变量，一个是SLDataType类型的数据，另一个时结构体的指针用来存放下一节点指针；
（2）动态创建节点
//申请新的节点，返回指向节点的指针
SListNode* BuySListNode(SLTDateType x)
{
SListNode* buynode = (SListNode*)malloc(sizeof(SListNode));
buynode->data = x;
buynode->next = NULL;
return buynode;
}（3）单链表打印
// 单链表打印
void SListPrint(SListNode* plist)
{
//assert(plist);//没有节点，指针为空，断言，为空也可打印空指针所以不需要断言
SListNode* psl = plist;//用一个临时变量接收，如果不喜欢也可以不用
while (psl)//利用while循环遍历单链表
{
printf("%d->", psl->data);//打印单链表指向的数据
psl = psl->next;//继续循环
}
printf("%d->NULL\n");//最后一个不要漏了
}（4）单链表尾插
// 单链表尾插
void SListPushBack(SListNode** pplist, SLTDateType x)
{
assert(pplist);//断言二级指针
SListNode* buy = BuySListNode(x);
assert(buy);//判断节点是否开辟成功
SListNode* psl= *pplist;//创建一个新的变量
if (psl == NULL)//如果是一个节点都没有的情况
{
*pplist = buy;//需要将头指针改变（原本头指针是NULL）所以需要节点指针的指针
return;
}
while (psl->next)//如果已经有节点的情况
{
psl = psl->next;//通过next遍历链表找到最后的节点
}
psl->next = buy;//将最后节点的next改成buy节点的指针，所以需要节点的指针即可，不需要二级指针
}pplist是指向链表第一个节点指针的指针，是二级指针，所以一定不为空，要用assert断言；
（5）单链表头插
// 单链表的头插
void SListPushFront(SListNode** pplist, SLTDateType x)
{
assert(pplist);
SListNode* buy = BuySListNode(x);
assert(buy);//判断节点是否开辟成功
SListNode* psl = *pplist;
if (*pplist == NULL)//如果一个节点都没有的情况
{
*pplist = buy;//需要将头指针改变（原本头指针是NULL）所以需要节点指针的指针
return;
}
//有节点的情况
buy->next = psl;//需要通过next连接新节点
*pplist = buy;//通过节点的指针的指针改变节点的指针
}要注意有两种情况一直是没有一个节点的情况即*pplist = NULL，另一种是有节点的情况；
传二级指针的作用就是为了改变指针plist，所以需要指针的指针pplist；
（6）单链表尾删
// 单链表的尾删
void SListPopBack(SListNode** pplist)
{
assert(pplist);
assert(*pplist);//删除节点要判断有没有节点
SListNode* psl = *pplist;
if (psl->next == NULL)//只有一个节点时
{
free(psl);//释放最后一个节点的空间
*pplist = NULL;//尾指针置空
return;
}
while (psl->next->next)//多个节点时找到倒数第二个节点
{
psl = psl->next;
}
free(psl->next);
psl->next = NULL;//尾指针置空
}单链表尾删同样要注意两种情况；使用free释放指针指向的空间；
（7）单链表头删
// 单链表头删
void SListPopFront(SListNode** pplist)
{
assert(pplist);
assert(*pplist);//删除节点要判断有没有节点
SListNode* psl = *pplist;
if (psl->next == NULL)//只有一个节点时
{
free(psl);
*pplist = NULL;
return;
}
//多个节点时
*pplist = psl->next;//将第二个节点的指针给头指针
free(psl);//释放第一个节点的空间
}（8）单链表查找
// 单链表查找
SListNode* SListFind(SListNode* plist, SLTDateType x)
{
assert(plist);//查找节点要判断有没有节点
SListNode* psl = plist;
while (psl)
{
if (psl->data == x)
{
return psl;//找到了返回psl
}
psl = psl->next;
}
return NULL;//没找到返回空指针
}（9）单链表在pos位置之后插入
// 单链表在pos位置之后插入x
void SListInsertAfter(SListNode* pos, SLTDateType x)
{
assert(pos);
SListNode* buy = BuySListNode(x);
assert(buy);//判断节点是否开辟成功
//if (pos->next == NULL)
//{
// pos->next = buy;//将最后节点的next改成buy节点的指针
// return;
//}
buy->next = pos->next;//只有一个节点和多个节点一样
pos->next = buy;
}思考分析这两行代码可不可以调换一下顺序呢？
buy->next = pos->next;//只有一个节点和多个节点一样
pos->next = buy;答案是不能，我们看到如果交换顺序，先将buy赋值给pos->next，那么pos->next的值将会被改变，而我们需要在buy->next中保存原来的pos->next，所以不能调换顺序；
如果你想要换也可以通过创建一个临时变量来存储pos->next的方式实现.例如：
SListNode* cur = pos->next;
pos->next = buy;
buy->next = cur;(10)单链表在pos位置之前插入
// 在pos的前面插入
void SLTInsert(SListNode** pphead, SListNode* pos, SLTDateType x)
{
//assert(pphead);
assert(pos);
SListNode* buy = BuySListNode(x);
assert(buy);//判断节点是否开辟成功
SListNode* psl = *pphead;
if (psl->next == NULL)//只有一个节点
{
buy->next = pos;
*pphead = buy;
return;
}
while (psl->next != pos)//多个节点
{
psl = psl->next;
}
buy->next = pos;
psl->next = buy;
}（11）单链表删除pos位置的节点
// 删除pos位置
void SLTErase(SListNode** pphead, SListNode* pos)
{
assert(pos);
SListNode* psl = *pphead;
if (psl->next == NULL)//只有一个节点，类似于头删
{
free(pos);
pos = NULL;
*pphead = NULL;
return;
}
while (psl->next != pos)//多个节点
{
psl = psl->next;
}
//此时psl->next = pos;
psl->next = pos->next;将pos位置指向的下一个节点指针赋给psl->next
free(pos);
pos = NULL;
}删除pos位置也要注意有两种情况；
（12）单链表销毁
void SLTDestroy(SListNode** pphead)
{
assert(pphead);
SListNode* psl = *pphead;
SListNode* psll = *pphead;
while (psl != NULL)
{
free(psll);
psl = psl->next;
psll = psl;
}
*pphead = NULL;
}4.运行结果
5.结语
以上就是今天学习的内容了，单链表的实现关键在于理解它的逻辑结构，包括两个变量，一个是指向数据，另一个则指向下一节点的指针，此外，单链表实现还涉及了二级指针的内容以及动态内存函数的内容，涉及的代码知识更为广泛，但是只要抓住了关键点就会发现每个函数的中心思想都是不变的，好了以上就是今天学习的内容啦，有什么问题欢迎大家在评论区指出或者私信我哦~