关于单链表的理解

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。 相比于 线性表 顺序结构，操作复杂。由于不必须按顺序存储，链表在插入的时候可以达到O(1)的复杂度，比另一种线性表顺序表快得多，但是查找一个节点或者访问特定编号的节点则需要O(n)的时间，而线性表和顺序表相应的时间复杂度分别是O(logn)和O(1)。

使用链表结构可以克服 数组链表需要预先知道数据大小的缺点，链表结构可以充分利用计算机内存空间，实现灵活的内存动态管理。但是链表失去了 数组随机读取的优点，同时链表由于增加了结点的 指针域，空间开销比较大。链表最明显的好处就是，常规 数组排列关联项目的方式可能不同于这些数据项目在 记忆体或 磁盘上顺序，数据的存取往往要在不同的排列顺序中转换。链表允许插入和移除表上任意位置上的 节点，但是不允许 随机存取。链表有很多种不同的类型： 单向链表， 双向链表以及 循环链表。链表可以在多种编程语言中实现。像Lisp和Scheme这样的语言的内建 数据类型中就包含了链表的存取和操作。程序语言或 面向对象语言，如C,C++和Java依靠易变工具来生成链表。

链表就是如图：

图中，第0个结点称为头结点，它存放有第一个结点的首地址，它没有数据，只是一个指针变量。以下的每个结点都分为两个域，一个是数据域，存放各种实际的数据，如学号num，姓名name，性别sex和成绩score等。另一个域为指针域，存放下一结点的首地址。链表中的每一个结点都是同一种结构类型。

例如，一个存放学生学号和成绩的结点应为以下结构：

struct stu

{ int num;

int score;

struct stu *next;

}

前两个成员项组成数据域，后一个成员项next构成指针域，它是一个指向stu类型结构的指针变量。

链表的基本操作对链表的主要操作有以下几种：

1. 建立链表；

2. 结构的查找与输出；

3. 插入一个结点；

4. 删除一个结点；

建立一个三个结点的链表，存放学生数据。为简单起见， 我们假定学生数据结构中只有学号和年龄两项。可编写一个建立链表的函数creat。程序如下：

#define NULL 0

#define TYPE struct stu

#define LEN sizeof (struct stu)

struct stu

{

int num;

int age;

struct stu *next;

};

TYPE *creat(int n)

{

struct stu *head,*pf,*pb;

int i;

for(i=0;i<n;i++)

{

pb=(TYPE*) malloc(LEN);

printf("input Number and Age\n");

scanf("%d%d",&pb->num,&pb->age);

if(i==0)

pf=head=pb;

else pf->next=pb;

pb->next=NULL;

pf=pb;

}

return(head);

}

在函数外首先用宏定义对三个符号常量作了定义。这里用 TYPE表示struct stu，用LEN表示sizeof(struct stu)主要的目的是为了在以下程序内减少书写并使阅读更加方便。结构stu定义为外部类型，程序中的各个函数均可使用该定义。

creat函数用于建立一个有n个结点的链表，它是一个指针函数，它返回的指针指向stu结构。在creat函数内定义了三个stu结构的指针变量。head为头指针，pf为指向两相邻结点的前一结点的指针变量。pb为后一结点的指针变量。