链表简单入门(18)-CFANZ编程社区

前言

C语言初学阶段最主要的两个数据结构使用，一个是数组，一个是链表。

链表准确的地说是一种数据结构；

特点：将多个数据元素通过指针串联起来，不需要这些数据元素内存地址连续；链表可以保存多个数据元素；链表中的每个元素称为数据结点。

与数组比较，数组地址空间必须连续，数组大小固定，无法动态增加或减少数据元素。

链表空间大小动态分配，根据需要可以增加或减少数据元素个数，缺点是增加了指针成员，占用一部分空间，链表访问任意结点无法使用下标访问，必须从头到尾查找。

注1：这里是简单链表实现，链表高级知识会在数据结构等专业课上学习。

注2：链表有单向链表、双向链表、循环链表、带头指针和尾指针的链表等。

链表实现要点

1.引入相关头文件，链表内存空间是动态申请和分配的，因此需要使用动态内存管理函数。

#include <stdlib.h>

2.定义数据结点结构类型：data成员是保存数据，next是指向下一个结点的指针，通过该指针可以访问到下一个结点的数据。

struct node{
    int data;
    struct node* next;
};

3.定义链表的头结点head：头结点用来指向链表的第一个结点，当链表为空时，头结点的next是NULL空指针，data可以用来保存链表元素个数。

struct node *head =  (struct node*)malloc(sizeof(struct node));
head->data = 0;
head->next = NULL;

注：头结点实现链表，后续实现相关操作方便，链表另一种方式是使用头指针实现链表，定义一个指针指向第一个元素，当链表为空时，头指针是NULL空指针。

4.动态创建链表数据结点：对数据成员初始化。

struct node *p = (struct node*)malloc(sizeof(struct node));
p->data = 0;
p->next = NULL;

5.释放数据结点：当删除链表元素时，需要释放结点。

free(p);

带头结点的链表简单实现代码模板

功能：输入数据元素个数和对应的数据元素，生成带头结点的链表，并且打印出来。

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

// 定义链表结点结构类型
struct node{
    int data;
    struct node *next;
};

// 定义创建结点元素函数
struct node *createNode(int data){
    struct node *p = (struct node *)malloc(sizeof(struct node));
    if (p != NULL){
        p->data = data;
        p->next = NULL;
    }
    return p;
}

// 新增的结点元素插入链表的末尾，保持输入数据的初始顺序
// 插入成功，返回插入的结点指针，失败返回NULL
struct node *insertNode(struct node *head, int data){
    if (head != NULL){
        struct node *node = createNode(data);
        if (node != NULL){
            struct node *p = head;

            // 循环找到链表最后的结点
            while (p->next != NULL)
                p = p->next;

            p->next = node;
            head->data++;
            return node;
        }
    }
    return NULL;
}

// 创建带头结点的链表
struct node *createList(){
    // 头结点的data保存链表长度，初始为0
    return createNode(0);
}

// 释放所有链表内存空间
void freeList(struct node *head){
    struct node *p = head;
    while (p != NULL){
        head = p->next;
        free(p);
        p = head;
    }
}

// 打印出链表所有结点值
void printList(struct node *head){
    struct node *p = head->next;
    while (p != NULL){
        printf("%d ", p->data);
        p = p->next;
    }

    printf("\n");
}

int main(void){
    // 创建链表保存数据
    struct node *list = createList();

    int num;
    printf("请输入数据个数：");
    scanf("%d", &num);
    printf("请输入%d个整数,以回车结束:", num);
    int i = 0, t = 0;
    for (i = 0; i < num; i++){
        scanf("%d", &t);
        insertNode(list, t);
    }
    printf("当前链表元素有：");
    printList(list);

    freeList(list);
    return 0;
}

运行结果：

请输入数据个数：6
请输入6个整数,以回车结束:1 2 3 4 5 6
当前链表元素有：1 2 3 4 5 6

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