小朋友学数据结构1：链表
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。
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一、链表的创建操作
刚开始，链表为空。咱们需要创建一个头节点。头节点可以用来存储节点数据，也可以不存储节点数据。咱们这里以不存储数据为例。 （1）创建头节点 因为头节点不存储数据，所以头节点的数据域可初始化为0或-1，也可以不用初始化，系统会自动分配一个随机数。
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（2）插入第一个节点
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上面这个图也可以简化表示为：
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（3）插入第二个节点 这里咱们假定不用考虑节点数据域值的大小顺序，直接插到链表的末尾即可。若要按数据域大小排序，插入时加个判断即可。
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实现代码：
#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
typedef int ElementType; // 定义数据类型,可根据需要进行其他类型定义
// 定义链表结点
typedef struct ListNode
{
ElementType Element; // 数据域，存放数据
ListNode* Next; // 指向下一个链表节点
}Node, *PNode;
// 链表创建函数定义
PNode CreateList(void)
{
// 创建分配一个头节点内存空间，头节点相当于链表的哨兵，不存放数据
PNode pHead = (PNode)malloc(sizeof(Node));
if (pHead == NULL) // 判断是否分配成功
{
printf("空间分配失败 \n");
exit(-1);
}
PNode pTail = pHead; // 链表的末尾节点，初始指向头节点
pTail->Next = NULL; // 最后一个节点指针置为空
int len ; // 用于定义链表长度
int val ; // 用于存放节点数值
printf("请输入节点个数：");
scanf("%d", &len); // 输入节点个数
for (int i = 0; i < len; i++)
{
PNode pNew = (PNode)malloc(sizeof(Node)); // 分配一个新节点
if (pNew == NULL)
{
printf("分配新节点失败\n");
exit(-1);
}
printf("请输入第 %d 个节点的数据：", i + 1);
scanf("%d", &val); // 输入链表节点的数据
pNew->Element = val; // 把数据赋值给节点数据域
pTail->Next = pNew; // 末尾节点指针指向下一个新节点
pNew->Next = NULL; // 新节点指针指向为空
pTail = pNew; // 将新节点复制给末尾节点
}
printf("创建链表成功\n");
return pHead; // 返回头节点
}
int main()
{
CreateList(); //创建一个指针，使其指向新创建的链表的头指针
return 0;
}运行结果：
请输入节点个数：5
请输入第 1 个节点的数据：10
请输入第 2 个节点的数据：20
请输入第 3 个节点的数据：30
请输入第 4 个节点的数据：40
请输入第 5 个节点的数据：50
创建链表成功二、链表的遍历操作
实现代码：
// 定义链表遍历函数
void TraverseList(PNode head)
{
PNode P = head->Next; // 首节点赋值给临时节点P
printf("遍历链表的值为：");
if (P == NULL)
{
printf("链表为空");
}
while (P != NULL) // 当临时节点P不为尾节点时，输出当前节点值
{
printf("%d ", P->Element);
P = P->Next;
}
printf("\n");
}三、链表的查询操作
// 定义链表查询函数
PNode FindList(PNode head)
{
PNode P = head->next; // 定义临时指针P指向首节点的地址
int num = 0; // 用于记录链表节点位置
int val = 0; // 用于存放要查询的值
printf("请输入要查询的数：");
scanf("%d", &val); // 输入要查询的数值
while (P != NULL && P->Element != val)
{
P = P->Next;
++num;
}
if (P != NULL)
{
printf("找到的节点为：%d", num + 1);
}
else
{
printf("找不到该节点");
}
printf("\n");
return P;
}四、链表的插入操作
假设要插入到节点p和q之间，则需要执行两步操作： （1）s-> next = q，这是让s的next指向q； （2）p->next = s，这是让s成为p的下一个结点，此时p的next不再指向q。
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上面这个图也可简化表示为：
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实现代码：
// 定义链表插入函数
// 在链表位置第pos节点前插入包含数据val的节点
void InsertList(PNode head, int pos, int val)
{
int position = 0;
PNode P = head; // 定义节点p指向头节点
// 寻找pos节点的前驱结点
while (P != NULL&&position<pos - 1)
{
P = P->Next;
++position;
}
PNode tmp = (PNode)malloc(sizeof(Node)); // 分配一个临时节点用来存储要插入的数据
if (tmp == NULL)
{
printf("内存分配失败！");
exit(-1);
}
// 插入节点
tmp->Element = val;
tmp->Next = P->Next;
P->Next = tmp;
}五、链表的删除操作
（一）删除整个链表
实现代码：
// 定义删除整个链表函数
void DeleteTheList(PNode head)
{
PNode P, tmp;
P = head->Next; //定义指针P指向链表要删除的链表List的第一个点节点
List->Next = NULL;
while (P != NULL)
{
tmp = P->Next; //临时Tmp指向要删除的节点的下个节点
free(P); //释放指针P指向的节点
P = tmp; //重新赋值
}
printf("删除链表成功！\n");
}（二）删除链表中的节点
假如要删掉s节点，则需要做两步操作： （1）p->next = s->next，让s的下一个节点即q，变成p的下一个节点；
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（2）free(s)，把s节点从内存里释放。
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实现代码：
// 定义删除链表元素函数
// 删除链表中的第pos个节点
void DeleteList(PNode head, int pos)
{
int position = 0;
PNode P = head; // 定义一个指针p指向链表头节点
// 寻找pos节点位置的前驱节点
while (P != NULL&&position < pos - 1)
{
P = P->Next;
++position;
}
// 删除节点
PNode tmp = P->Next; // 定义临时指针Tmp指向要删除的节点
P->Next = tmp->Next; // 使要删除节点的前驱结点指向其后驱节点
free(tmp); // 释放删除节点的内存空间，防止内存泄漏
tmp = NULL; // 使q指向空指针，防止产生野指针
}六、完整代码实现
#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
typedef int ElementType; // 定义数据类型,可根据需要进行其他类型定义
// 链表节点的定义
typedef struct ListNode
{
ElementType Element; // 数据域，存放数据
ListNode* Next; // 指向下一个链表节点
}Node, *PNode;
// 函数声明
PNode CreateList(void); // 声明创建链表函数
void traverseList(PNode head); // 声明遍历链表函数
void insertNode(PNode head, int pos, int val); // 声明链表插入函数
void deleteList(PNode head); // 声明删除整个链表函数
void deleteNode(PNode head, int pos); // 声明删除链表元素函数
PNode findNode(PNode head); // 声明链表查询函数
int main()
{
PNode head = CreateList(); // 创建一个指针，使其指向新创建的链表的头指针
traverseList(head); // 遍历链表
findNode(head); // 链表查询
insertNode(head, 3, 100); // 链表插入，在第三个位置插入数值100
traverseList(head);
deleteNode(head, 3); // 删除链表第三个节点
traverseList(head);
deleteList(head); // 删除整个链表
traverseList(head);
return 0;
}
// 创建链表函数定义
PNode CreateList(void)
{
int len ; // 用于定义链表长度
int val ; // 用于存放节点数值
PNode pHead = (PNode)malloc(sizeof(Node)); // 创建分配一个头节点内存空间
if (pHead == NULL) // 判断是否分配成功
{
printf("空间分配失败 \n");
exit(-1);
}
PNode pTail = pHead; // 链表的末尾节点，初始指向头节点
pTail->Next = NULL; // 最后一个节点指针置为空
printf("请输入节点个数：");
scanf("%d", &len); // 输入节点个数
for (int i = 0; i < len; i++)
{
PNode pNew = (PNode)malloc(sizeof(Node)); // 分配一个新节点
if (pNew == NULL)
{
printf("分配新节点失败\n");
exit(-1);
}
printf("请输入第 %d 个节点的数据：", i + 1);
scanf("%d", &val); // 输入链表节点的数据
pNew->Element = val; // 把数据赋值给节点数据域
pTail->Next = pNew; // 末尾节点指针指向下一个新节点
pNew->Next = NULL; // 新节点指针指向为空
pTail = pNew; // 将新节点复制给末尾节点
}
printf("创建链表成功\n");
return pHead; // 返回头节点
}
// 定义链表遍历函数
void traverseList(PNode head)
{
PNode P = head->Next; // 首节点赋值给临时节点P
printf("遍历链表的值为：");
if (P == NULL)
{
printf("链表为空");
}
while (P != NULL) //当临时节点P不为尾节点时，输出当前节点值
{
printf("%d ", P->Element);
P = P->Next;
}
printf("\n");
}
// 定义链表查询函数
PNode findNode(PNode head)
{
PNode P = head->Next; // 定义临时指针P指向首节点的地址
int num = 0; // 用于记录链表节点位置
int val = 0; // 用于存放要查询的值
printf("请输入要查询的数：");
scanf("%d", &val); // 输入要查询的数值
while (P != NULL&&P->Element != val)
{
P = P->Next;
++num;
}
if (P != NULL)
{
printf("找到的节点为：%d", num + 1);
}
else
{
printf("找不到该节点");
}
printf("\n");
return P;
}
// 定义链表插入函数
// 在链表位置第pos节点前插入包含数据val的节点
void insertNode(PNode head, int pos, int val)
{
int position = 0;
PNode P = head; // 定义节点p指向头节点
// 寻找pos节点的前驱结点
while (P != NULL&&position<pos - 1)
{
P = P->Next;
++position;
}
PNode tmp = (PNode)malloc(sizeof(Node)); // 分配一个临时节点用来存储要插入的数据
if (tmp == NULL)
{
printf("内存分配失败！");
exit(-1);
}
// 插入节点
tmp->Element = val;
tmp->Next = P->Next;
P->Next = tmp;
}
//定义删除整个链表函数
void deleteList(PNode head)
{
PNode P, tmp;
P = head->Next; //定义指针P指向链表要删除的链表List的第一个点节点
head->Next = NULL;
while (P != NULL)
{
tmp = P->Next; //临时Tmp指向要删除的节点的下个节点
free(P); //释放指针P指向的节点
P = tmp; //重新赋值
}
printf("删除链表成功！\n");
}
// 定义删除链表元素函数
// 删除链表中的第pos节点
void deleteNode(PNode head, int pos)
{
int position = 0;
PNode P = head; // 定义一个指针p指向链表头节点
// 寻找pos节点位置的前驱节点
while (P != NULL&&position < pos - 1)
{
P = P->Next;
++position;
}
// 删除节点
PNode tmp = P->Next; // 定义临时指针Tmp指向要删除的节点
P->Next = tmp->Next; // 使要删除节点的前驱结点指向其后驱节点
free(tmp); // 释放删除节点的内存空间，防止内存泄漏
tmp = NULL; // 使q指向空指针，防止产生野指针
}运行结果：
请输入节点个数：5
请输入第 1 个节点的数据：10
请输入第 2 个节点的数据：20
请输入第 3 个节点的数据：30
请输入第 4 个节点的数据：40
请输入第 5 个节点的数据：50
创建链表成功
遍历链表的值为：10 20 30 40 50
请输入要查询的数：30
找到的节点为：3
遍历链表的值为：10 20 100 30 40 50
遍历链表的值为：10 20 30 40 50
删除链表成功！
遍历链表的值为：链表为空本文参与 腾讯云自媒体分享计划，分享自微信公众号。
原始发表：2019-04-06，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除
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