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初探C语言链表（一）

2023-11-01

什么是链表？？？

链表是由一系列节点组成，每个节点包含两个域，一个是数据域，一个是节点域。数据域是用来保存用户数据，另外一个是指针域。链表在内存是非连续的。
拿到链表的第一个节点，就相当于拿到整个链表。
在这里插入图片描述
带头结点的好处就是对链表操作完成后，第一个节点永远是头结点。

一、静态链表

不带头结点的静态链表：！！！

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
//不带头结点的静态链表
//链表结点类型定义
typedef struct Linknode
{
	int data;
	struct Linknode *next;
}Linknode;
void text()
{
	Linknode node1 = { 10, NULL };
	Linknode node2 = { 20, NULL };
	Linknode node3 = { 30, NULL };
	Linknode node4 = { 40, NULL };
	Linknode node5 = { 50, NULL };
	node1.next = &node2;
	node2.next = &node3;
	node3.next = &node4;
	node4.next = &node5;
	//如何遍历整个链表？先设置一个指针指向头结点，然后移动指针到下一个结点
	Linknode *pcurrent=&node1;//为了让这个指针指向链表的每个结点
	while (pcurrent!=NULL)
	{
		printf("%d\n", pcurrent->data);
		pcurrent = pcurrent->next;
	}

}
int main()
{
	text();
	system("pause");
	return 0;
}

二、动态链表

初始化链表

1.尾插法建立链表

//初始化链表
struct Linknode *Init_Linklist()
{
	Linknode *header = malloc(sizeof(Linknode));//这里是创建了一个头结点，并为其分配内存空间
	header->data = 1;//这里的数据随便，因为头结点的数据是不会被使用的
	header->next = NULL;//相当于以及创建了一个空的链表
	int val = -1;
	Linknode *rear = header;//这里定义一个指向尾结点的指针方便插入后续结点
	while (true)
	{
		printf("请输入插入的数据：\n");
		scanf_s("%d", &val);
		if (val == -1)
			break;
		//先创建新结点
		Linknode *newnode = malloc(sizeof(Linknode));
		//这里创建新结点和静态链表不同的地方在于结构体指针指向，我自己是这么理解的
		newnode->data = val;
		newnode->next = NULL;
		rear->next = newnode;//在尾部插入结点
		rear = newnode;//更新尾部结点
	}
	return header;
}

2.头插法建立链表

！！！之所以叫头插法是因为每次插入的结点都跟在头结点的后面，L就相当于头结点

如果要插入1,2,3,4,5那么使用头插法插入后的顺序就如图所示：
在这里插入图片描述

void Create_Linklist(Linknode *header,int a[],int n)
{
	//头插法创建链表
	//核心代码
	struct Linknode *header = malloc(sizeof(Linknode));
	struct Linknode *p;
	header->next = NULL;
	for (int i = 0; i < n; i++)
	{
		struct Linknode *p = malloc(sizeof(Linknode));
		p->data = a[i];
		p->data = header->next;
		header->next = p;
	}

}

三、动态链表的基本操作

1.遍历

//遍历结点
void print_Linklist(Linknode *header)
{
	Linknode *pcurrent = header->next;
	if (header == NULL)
		return;
	while (pcurrent != NULL)
	{
		printf("%d\n", pcurrent->data);
		pcurrent = pcurrent->next;//让定义的结点指向要打印的结点
	}
}

2.查找

struct Linknode* Find_Linklist(header)
{
	struct Linknode *pRev = header;
	struct Linknode *pCurrent = pRev->next;//指向当前位置的结点
	while (pCurrent!=NULL)
	{
		if (pCurrent->data == old)
			break;
		pRev = pCurrent;
		pCurrent = pCurrent->next;
	}
	if (pCurrent == NULL)//如果pCurrent为空，说明根本就没有找到old
	{
		return;
	}
	return pCurrent;
}

3.插入

需要用两个指针，一个pRev指向前一个结点，一个pCurrent指向要插入位置的结点
在这里插入图片描述
！！！在这里一定要先连接路线1，在连接路线2,。因为如果先连接路线2那么pCurrent结点的地址就会丢失

核心代码：

newnode->next=pRev->next;
pRev->next=newnode;

//在链表中值为old的后面插入数据new
void Insert_Linklist(Linknode *header, int old, int new)
{
	if (header == NULL)//先判断一下是不是空链表
		return;
	//定义两个辅助指针变量
	struct Linknode *pRev = header;
	struct Linknode *pCurrent = pRev->next;//指向当前位置的结点
	while (pCurrent!=NULL)
	{
		if (pCurrent->data == old)
			break;
		pRev = pCurrent;
		pCurrent = pCurrent->next;
	}
	if (pCurrent == NULL)//如果pCurrent为空，说明根本就没有找到old
	{
		return;
	}
	//如果没有找到数据，把新结点插入到尾部就不要上述if语句的内容即可
	//先创建新结点
	struct Linknode *newnode = malloc(sizeof(Linknode));
	newnode->data = new;
	newnode->next = NULL;
	//新结点插入链表
	newnode->next = pRev->next;
	pRev->next = newnode;
}

4.清空

清空链表的意思就是链表只剩一个头结点！！！

void Remove_Linklist(Linknode *header, int val)
{
	if (header == NULL)
		return;
	//辅助指针变量
	struct Linknode *pCurrent = header->next;
	while (pCurrent->next != NULL)
	{
		//先保存一下当前结点的下一个结点地址
		struct Linknode *pnext = pCurrent->next;
		//释放当前结点的内存
		free(pCurrent);
		//pCurrent指向下一结点
		pCurrent = pnext;
	}
	header->next = NULL;
}

5.删除

删除值为val的结点，就是把值为val结点的前驱结点和后继节点连接起来。

//删除值为val的结点
void Remove_Linklist(Linknode *header, int val)
{
	if (header == NULL)
		return;
	struct Linknode *pRev = header;
	struct Linknode *pCurrent =pRev->next;
	//!!!如果pCurrent为空的话说明没有找到，返回即可
	while (pCurrent != NULL)
	{
		if (pCurrent->data == val)
			break;
		pRev = pCurrent;
		pCurrent = pCurrent->next;
	}
	if (pCurrent == NULL)
		return;
	pRev->next = pCurrent->next;
	free(pCurrent);
}

6.销毁

void Destory_Linklist(Linknode *header)
{
	struct Linknode *pCurrent = header->next;
	while (pCurrent != NULL)
	{
		//先保存一下当前结点的下一个结点地址
		struct Linknode *pnext = pCurrent->next;
		//释放当前结点的内存
		printf("%d该节点被销毁\n", pCurrent->data);
		free(pCurrent);
		//指针向后推移
		pCurrent = pnext;
	}
}

四、链表的综合应用

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdbool.h>
//不带头结点的静态链表
//链表结点类型定义
typedef struct Linknode
{
	int data;
	struct Linknode *next;
}Linknode;
//初始化链表
struct Linknode *Init_Linklist()
{
	Linknode *header = malloc(sizeof(Linknode));//这里是创建了一个头结点，并为其分配内存空间
	header->data = 1;//这里的数据随便，因为头结点的数据是不会被使用的
	header->next = NULL;//相当于以及创建了一个空的链表
	int val = -1;
	Linknode *rear = header;//这里定义一个指向尾结点的指针方便插入后续结点
	while (true)
	{
		printf("请输入插入的数据：\n");
		scanf_s("%d", &val);
		if (val == -1)
			break;
		//先创建新结点
		Linknode *newnode = malloc(sizeof(Linknode));
		//这里创建新结点和静态链表不同的地方在于结构体指针指向，我自己是这么理解的
		newnode->data = val;
		newnode->next = NULL;
		rear->next = newnode;//在尾部插入结点
		rear = newnode;//更新尾部结点
	}
	return header;
}
//在链表中值为old的后面插入数据new
void Insert_Linklist(Linknode *header, int old, int new)
{
	if (header == NULL)//先判断一下是不是空链表
		return;
	//定义两个辅助指针变量
	struct Linknode *pRev = header;
	struct Linknode *pCurrent = pRev->next;//指向当前位置的结点
	while (pCurrent!=NULL)
	{
		if (pCurrent->data == old)
			break;
		pRev = pCurrent;
		pCurrent = pCurrent->next;
	}
	//if (pCurrent == NULL)//如果pCurrent为空，说明根本就没有找到old
	//{
	//	return;
	//}
	//先创建新结点
	struct Linknode *newnode = malloc(sizeof(Linknode));
	newnode->data = new;
	newnode->next = NULL;
	//新结点插入链表
	newnode->next = pRev->next;
	pRev->next = newnode;
}
//删除值为val的结点
void Remove_Linklist(Linknode *header, int val)
{
	if (header == NULL)
		return;
	struct Linknode *pRev = header;
	struct Linknode *pCurrent =pRev->next;
	//!!!如果pCurrent为空的话说明没有找到，返回即可
	while (pCurrent != NULL)
	{
		if (pCurrent->data == val)
			break;
		pRev = pCurrent;
		pCurrent = pCurrent->next;
	}
	if (pCurrent == NULL)
		return;
	pRev->next = pCurrent->next;
	free(pCurrent);
}
//遍历结点
void print_Linklist(Linknode *header)
{
	Linknode *pcurrent = header->next;
	if (header == NULL)
		return;
	while (pcurrent != NULL)
	{
		printf("%d\n", pcurrent->data);
		pcurrent = pcurrent->next;
	}
}
//销毁链表
void Destory_Linklist(Linknode *header)
{
	struct Linknode *pCurrent = header->next;
	while (pCurrent != NULL)
	{
		//先保存一下当前结点的下一个结点地址
		struct Linknode *pnext = pCurrent->next;
		//释放当前结点的内存
		printf("%d该节点被销毁\n", pCurrent->data);
		free(pCurrent);
		//指针向后推移
		pCurrent = pnext;
	}
}
//清空链表
void Clear_Linklist(Linknode *header)
{
	if (header == NULL)
		return;
	//辅助指针变量
	struct Linknode *pCurrent = header->next;
	while (pCurrent->next != NULL)
	{
		//先保存一下当前结点的下一个结点地址
		struct Linknode *pnext = pCurrent->next;
		//释放当前结点的内存
		free(pCurrent);
		//pCurrent指向下一结点
		pCurrent = pnext;
	}
	header->next = NULL;
}
int main()
{
	//初始化链表 100 200 666 300 400 500 600
	Linknode *header = Init_Linklist();
	//打印链表
	print_Linklist(header);
	printf("-----------------------------\n");
	//插入数据
	Insert_Linklist(header, 1000, 666);
	print_Linklist(header);
	printf("-----------------------------\n");
	//清空链表
	Clear_Linklist(header);
	print_Linklist(header);
	Insert_Linklist(header, 1000, 111);
	Insert_Linklist(header, 1000, 211);
	Insert_Linklist(header, 1000, 311);
	Insert_Linklist(header, 1000, 411);
	print_Linklist(header);
	printf("-----------------------------\n");
	Remove_Linklist(header, 311);
	print_Linklist(header);
	system("pause");
	return 0;
}

初级链表的学习到这里就结束了，接下来还会深入学习链表会更新双向链表，循环链表等知识！！！！

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