目录
1.问题引入
2.主题介绍
2.1链表的概念和结构
2.2链表的分类
2.3单链表的实现
2.3.1接口实现
2.3.2函数实现
2.3.3函数测试
3.小结
halo，又和大家见面了，今天要给大家分享的是单链表的知识，跟着我的脚步，包学包会哦~
规矩不乱，先赞后看！
ps：（孙权劝学）
1.问题引入
对于上一篇讲的动态顺序表而言：
1.中间/头部的插入删除，时间复杂度为O（N）
2.增容需要申请新空间，拷贝数据，释放旧空间，会有不小消耗
3.增容一般呈2倍增长，势必会有一定的空间浪费。例如当前容量为100，满了以后增容到200，我们再连续插入5
个数据，后面没有数据插入了，那么就浪费了95个数据空间。
对此的思考：如何解决这些问题 ---- 链表由此引出
顺序表的弊端：顺序表需要一段连续的物理空间
2.主题介绍
2.1链表的概念和结构
概念：链表是一种物理存储结构上非连续，非顺序的存储结构，数据元素的逻辑结构是通过链表中的指针链接次序实现的。
注意：
1.链式结构再逻辑上是连续的，但在物理上不一定连续
2.现实中的结点一般都是从堆上申请到的
3.在堆上申请的空间，是按一定的策略来分配的，两次申请的空间可能连续，也可不连续
2.2链表的分类
实际中链表结构非常多（三种类型排列组合，共8种结构）
1 单向表或双向表
2 带头或者不带头(哨兵位的头结点---不存储有效数据)
3 循环（尾指针的next指向头结点）或者非循环
(无头单向非循环链表和带头双向循环链表是我们实际中最常用的两种结构）
对于两种结构的简单介绍
1.无头单向非循环链表：结构简单，一般不会单独用来存储数据。实际中更多是作为其他数据结构的子结构。如哈希桶，图的j邻接表。。。。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，但使用代码实现后会发现结构带来很多优势，反而简单了。
2.3单链表的实现
2.3.1接口实现
1.先在头文件（Slist.h)上进行顺序表结构的创建和对各函数的声明，目的是为了把各部分区分开，使程序便于理解，能清楚的看到各部分对于的作用和功能：
#pragma once#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<assert.h>typedef int SLTDatatype;
typedef struct SListNode
{SLTDatatype data;struct SListNode * next;//结构体嵌套指针
}SLTNode;//不修改指针，故不用传二级指针
SLTNode* SLFind(SLTNode* phead, SLTDatatype x);//单链表查找
void SLTPrint(SLTNode* phead);//需要修改头指针，因此用二级指针
void SLPushFront(SLTNode** pphead, SLTDatatype x);
void SLPushBack(SLTNode** pphead, SLTDatatype x);
void SLPopFront(SLTNode** pphead);
void SLPopBack(SLTNode** pphead);//随机插入，删除
//pos之前插入
void SLInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDatatype x);//pos之后插入
void SLInsertAfter(SLTNode* pos, SLTDatatype x);//pos位置删除
void SLErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos);
//删除pos之后的值
void SLEraseAfter(SLTNode* pos);
//销毁链表
void SLDestroy(SLTNode** pphead);
2.3.2函数实现
接着下来是单链表各函数的函数部分，我们在SList.c中完成：
在实现函数之前，我们需要先知晓一个知识点：
“只要改变链表，都用二级指针”
a.打印单链表
void SLTPrint(SLTNode* phead){SLTNode* cur = phead;//cur:current（当前的）while (cur != NULL){printf("%d->", cur->data);cur = cur->next;//将当前指针后移}printf("NULL");
}
这里实现把链表打印到终端上的功能
b.创造新结点
SLTNode* BuyLTNode(SLTDatatype x)
{SLTNode * newnode = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));//（！！技巧！！）这个变量需要在程序中长期使用，//如果只定义为局部变量的话，生命周期很短，//不够严谨，因此需要malloc一部分内存来确保变量生命周期足够长if (newnode == NULL){perror("malloc fail");return NULL;}newnode->data = x;newnode->next = NULL;return newnode;
}
这个函数是为后面尾插和头插服务，使其更加方便
c.单链表中头插
//函数执行完后形参和函数内部的变量会摧毁，因此需要存下他们的地址来使他们的生命周期延长
void SLPushFront(SLTNode** pphead, SLTDatatype x)
{ assert(pphead);//plist指向头节点，pphead指向plist（pphead）不能为空，因为它是头指针plist的地址//assert(*pphead);//不能断言，因如果为链表为空，也可以进行头插SLTNode * newnode = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));//（！！技巧！！）这个变量需要在程序中长期使用，//不够严谨，因此需要malloc一部分内存来确保变量生命周期足够长if (newnode == NULL){perror("malloc fail");return;}newnode->data = x;newnode->next = NULL;//头插开始（可以尝试画图理解）newnode->next = *pphead;//让新结点的next指针指向初始的头指针*pphead = newnode;//再让头指针变成当前的新指针 }头插的实现比较复杂，如果光看不能理解的话可以推荐大家在纸上画一下这个方法，一目了然
d.单链表中尾插
尾插需要分情况来用不同的程序来实现（头结点为空 / 头结点不为空）
//！！！你要改变什么，你就要用他的指针(地址）！！！
//尾插(两个栈帧互不干扰，一个结束后里面的数据会销毁，因此需要二级指针来存储需要传递的数据）
void SLPushBack(SLTNode** pphead, SLTDatatype x)
{ //assert(pphead);//链表为空，pphead不能为空，因为它是头指针plist的地址//assert(*pphead);//链表为空，头指针可以为空，可以尾插SLTNode* newnode = BuyLTNode(x);//1.空链表//2.非空链表if (*pphead == NULL){*pphead = newnode;//（空链表）头结点为空，就把新结点赋给头结点}else//(非空链表）头结点不为空，直接尾结点链接新结点{SLTNode* tail = *pphead;assert(tail);while (tail->next)//找初始尾结点tail = tail->next;tail->next = newnode;}}
e.单链表的头删
void SLPopFront(SLTNode** pphead)
{//空链表（暴力检查）assert(*pphead);//plist指向头节点，pphead指向plist（pphead）不能为空，因为它是头指针plist的地址assert(pphead);//链表为空，不能头删，因此需要断言（当然你可以用温柔的检查）一个节点//if ((*pphead)->next == NULL)//{// free(*pphead);// *pphead = NULL;//}多个节点//else//{// SLTNode* del = *pphead;//保存当前节点// *pphead = del->next;// free(del);//}//合二为一(一个节点和多个节点）SLTNode* del = *pphead;*pphead = del->next;free(del);
}
使用了一种简单的方法，让函数代码简洁明了（用del来复制头结点进行对del的free）
f.单链表的尾删
void SLPopBack(SLTNode** pphead)
{//没有结点（空链表）////暴力检查assert(*pphead); 1.温柔检查[不能用perror：perror只能用于系统接口（如malloc，fopen）其他不适用]//if (*pphead == NULL)//{// return;//}//一个结点//多个结点if ((*pphead)->next == NULL){free(*pphead);*pphead = NULL;}else{//第一种方法//SLTNode* tail = *pphead;//(相当于tail = plist)//SLTNode* prev = NULL;找尾//while (tail->next)//非空：真；空：假//{// prev = tail;// tail = tail->next;//}//free(tail);//prev->next = NULL;//把tail指针指向的结点的上一个结点置为空，达到尾删的目的//第二种方法：（如果原链表只有一个结点就会出错）SLTNode* tail = *pphead;while (tail->next->next){tail = tail->next;}free(tail->next);tail->next = NULL;}
}被注释掉的也是实用的方法，大家可以自行尝试一下。
g.对单链表结点的查找
SLTNode* SLFind(SLTNode* phead, SLTDatatype x)
{SLTNode* cur = phead;while (cur){if (cur->data == x){return cur;}cur = cur -> next;}return NULL;
}
查找目标结点，能找到就返回该节点，找不到就返回空指针
h.在链表中插入结点
//pos之前插入
void SLInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDatatype x)
{assert(pphead);assert(pos);if (*pphead == pos)//pos在头结点的时候{SLPushFront(pphead, x);//二级指针的好处就体现出来了}else{SLTNode* prev = *pphead;while (prev->next != pos){prev = prev->next;}SLTNode* newnode = BuyLTNode(x);prev->next = newnode;newnode->next = pos;}
}
//pos之后插入
void SLInsertAfter(SLTNode* pos, SLTDatatype x)
{assert(pos);SLTNode* newnode = BuyLTNode(x);newnode->next = pos->next;pos->next = newnode;
}
分为两种：位置前插入和位置后插入，两种代码不同
i.单链表中删除结点
//pos位置删除
void SLErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos)
{assert(pphead);assert(pos);if (pos == *pphead){SLPopFront(pphead);}else{SLTNode* prev = *pphead;while (prev->next != pos){prev = prev->next;}prev->next = pos->next;free(pos);}}
void SLEraseAfter(SLTNode* pos)
{assert(pos);assert(pos->next);SLTNode* next = pos->next;//先保存一下pos后的节点pos->next = next->next;free(next);
}
void SLDestroy(SLTNode** pphead)
{assert(pphead);SLTNode* cur = *pphead;while (cur){SLTNode* next = cur->next;free(cur);cur = next;}*pphead = NULL;
}
也分为两种情况：位置前删也位置后删
2.3.3函数测试
#include"SList.h"void TestSList1()
{SLTNode* plist = NULL;SLPushFront(&plist, 1);SLPushFront(&plist, 2);SLPushFront(&plist, 3);SLPushFront(&plist, 4);SLPushFront(&plist, 5);SLPushFront(&plist, 6);SLTPrint(plist);SLPushBack(&plist, 5);SLTPrint(plist);}//没有结点，直接尾插
void TestSList2()
{SLTNode* plist = NULL;SLPushBack(&plist, 1);SLPushBack(&plist, 2);SLPushBack(&plist, 3);SLPushBack(&plist, 4);SLPushBack(&plist, 5);SLPushBack(&plist, 6);SLTPrint(plist);SLPopBack(&plist);SLPopBack(&plist);SLPopBack(&plist);SLPopBack(&plist);SLPopBack(&plist);SLTPrint(plist);SLTNode* pos = SLFind(plist, 3);if (pos){SLInsert(&plist, pos, 30);}SLTPrint(plist);
}void test4()
{SLTNode* plist = NULL;SLPushBack(&plist, 1);SLPushBack(&plist, 2);SLPushBack(&plist, 3);SLPushBack(&plist, 4);SLPushBack(&plist, 5);SLPushBack(&plist, 6);SLTPrint(plist);SLPopBack(&plist);SLPopBack(&plist);SLPopBack(&plist);SLPopBack(&plist);SLPopBack(&plist);SLTPrint(plist);SLTNode* pos = SLFind(plist, 3);if (pos){SLInsert(&plist, pos, 30);}SLTPrint(plist);SLDestroy(&plist);}int main()
{ TestSList1();TestSList2();test4();return 0;
}
这样便可以测试代码是否正确
小伙伴们结果是这样就正确了哟~
3.小结
单链表还是需要用画图来辅助，涉及二级指针的函数有点难以理解，希望大家可以返回看该博文，读百遍，义自现，其余的函数都是容易理解的，还望一天一个脚步，大家一同努力！
散~
