C语言：单链表（不带头节点）

目录

一、单链表概念

单链表的特点

二、单链表的实现

1、打印函数的实现

2、尾插函数的实现

3、全部函数的实现 

总结： 

一、单链表概念

链表是一种物理存储结构上非连续、非顺序的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接次序实现的。

单链表是一种链式数据结构，它由一系列节点（Node）组成，每个节点包含两部分：数据域（data）和指针域（next）。数据域存储数据，指针域存储下一个节点的地址。单链表中的节点按顺序链接，形成一条链。

单链表的特点
  1. 单向性：链表中的每个节点只包含指向下一个节点的指针，因此，链表只能从头节点开始，逐个访问后续节点。
  2. 动态性：链表的节点可以动态地进行插入和删除操作，不需要像数组那样事先分配固定大小的空间。
  3. 不连续性：链表中的节点在内存中不必是连续存储的，这增加了数据管理的灵活性。

每个节点包括一个数据域data和 一个指针域next（存储下一个节点的地址）

typedef int SLTDataType;
typedef struct SListNode {SLTDataType data;struct SListNode* next;
}SLTNode;

 我们现在就可以定义一个节点了，首先我们定义一个节点node1，然后定义个指针指向该节点，然后让node1的next域指向node2

SLTNode* node1 = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));
SLTNode* node2 = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));
SLTNode* plist = node1;  //定义头指针,头指针指向 node1
node1->next = node2;
node2->next = NULL;

 这里，单链表与顺序表不同的是，链表的每节“车厢”都是单独申请下来的空间，我们这里称为结点。图中，指针变量plist保存的是第一个节点的地址，我们称为plist此时“指向”第一个结点，如果我们希望plist“指向”第二个结点时，只需要修改plist保存的地址内容为0x0000003.

链表的性质：

1、链式结构在逻辑上时连续的，在物理结构上不一定连续

2、结点一般是从堆上申请的

3、从堆上申请来的空间，是按照一定策略分配出来的，每次申请的空间可能连续，也可能不连续

二、单链表的实现

 这里，我们定义了一个头文件，SList.h来实现对单链表操作的一些列函数，有打印、尾插、头插、尾删、头删、查找、插入等操作。

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
typedef int SLTDataType;
typedef struct SListNode {SLTDataType data;struct SListNode* next;
}SLTNode;//1.打印函数
void SLTPrint(SLTNode* phead);
//2.尾插
void SLTPushBack(SLTNode** pphead, SLTDataType x);
//3.头插
void SLTPushFront(SLTNode** pphead, SLTDataType x);
//4.尾删
void SLTPopBack(SLTNode** pphead);
//5.头删
void SLTPopFront(SLTNode** pphead);
//6.查找
SLTNode* SLTFind(SLTNode* phead, SLTDataType x);
//7.在指定位置之前插入数据
void SLTInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDataType x);
//8.删除pos节点
void SLTErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos);
//9.在指定位置之后插入数据
void SLTInsertAfter(SLTNode* pos, SLTDataType x);
//10.删除pos节点
void SLTErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos);
//11.删除pos之后的节点
void SLTEraseAfter(SLTNode* pos);
//12.销毁链表
void SListDestroy(SLTNode** pphead);

 为了申请节点方便，我们实现了一个对结点初始化的函数，在这里，我们通过调用函数，申请节点，初始化后，我们将该节点的地址返回，因为是在函数中申请的节点，node变量会被栈空间收回，但是节点空间是在堆上申请的，申请的空间还会存在，我们在函数外用一个节点指针接收，这时该节点申请成功，且可以通过接收的节点指针操作该节点。

//申请节点，并初始化
SLTNode* SLTBuyNode(SLTDataType x) {SLTNode* node = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));//申请失败if (node == NULL) {perror("malloc fail!\n");exit(1);}//初始化node->data = x;node->next = NULL;return node;
}

1、打印函数的实现

SLTPrint(plist);

将plist存储的第一个节点的地址值给phead，这时，变量phead也可以访问单链表，遍历每个节点，就可以实现对单链表的打印。

//1.打印链表
void SLTPrint(SLTNode* phead) {SLTNode* pcur = phead;  //定义一个新的头指针指向 node1while (pcur != NULL) {printf("%d -> ", pcur->data);pcur = pcur->next;      //指针指向下一个节点}printf("NULL\n");
}

2、尾插函数的实现

这里，我们可以看到，我们是用二级指针接收的plist的地址，通过接收plist的地址，我们可以直接操作原单链表中的plist，实现各种操作。

注意：这里和上面打印函数中用一级指针的区别是，上面用一级指针接收地址操作单链表的方式不能操作plist的指向关系，因为在上面的函数中，plist是一直存在的，ppphead是函数中的临时变量，可以改变每个节点中的值（data域，和next域），但是一旦函数执行完毕，对phead的操作就会消失。

//2.尾插
void SLTPushBack(SLTNode** pphead, SLTDataType x) {assert(pphead);//申请一个新的节点SLTNode* newnode = SLTBuyNode(x);if (*pphead == NULL) {   //头指针为空（链表为空）*pphead = newnode;   //将头指针指向新的节点}else {   //链表不为空，找尾节点SLTNode* ptail = *pphead;   //把头节点的地址赋值给 ptailwhile (ptail->next != NULL) {ptail = ptail->next;   //ptail指向下一个节点}ptail->next = newnode;}
}

这里，就得举个特殊情况得例子，当plist的值为NULL，就是没有申请节点的时候，我们要尾插一个节点，这时候我们要插入的地方时plist后面，即使当函数完成后，pphead变量被回收，也不会影响plist的指向关系，如同：

如果我们这个时候不是用的二级指针接收的plist的地址，而是直接使用一级指针，这个时候传递的是plist的值， 我们操作的是当前的指针，也就是在pphead后面插入数据，当数据插入完成后，函数完成，pphead被释放，申请的节点就找不到了，plist后面还是没有连接节点。

3、全部函数的实现 

SList.h

#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
typedef int SLTDataType;
typedef struct SListNode {SLTDataType data;struct SListNode* next;
}SLTNode;//1.打印函数
void SLTPrint(SLTNode* phead);
//2.尾插
void SLTPushBack(SLTNode** pphead, SLTDataType x);
//3.头插
void SLTPushFront(SLTNode** pphead, SLTDataType x);
//4.尾删
void SLTPopBack(SLTNode** pphead);
//5.头删
void SLTPopFront(SLTNode** pphead);
//6.查找
SLTNode* SLTFind(SLTNode* phead, SLTDataType x);
//7.在指定位置之前插入数据
void SLTInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDataType x);
//8.删除pos节点
void SLTErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos);
//9.在指定位置之后插入数据
void SLTInsertAfter(SLTNode* pos, SLTDataType x);
//10.删除pos节点
void SLTErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos);
//11.删除pos之后的节点
void SLTEraseAfter(SLTNode* pos);
//12.销毁链表
void SListDestroy(SLTNode** pphead);

Slist.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"SList.h"
//测试函数ff
void ff(SLTNode* pphead ,int x) {SLTNode* newnode = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));newnode->data = x;newnode->next = NULL;if (pphead == NULL) {   //头指针为空（链表为空）pphead = newnode;   //将头指针指向新的节点}else {   //链表不为空，找尾节点SLTNode* ptail = pphead;   //把头节点的地址赋值给 ptailwhile (ptail->next != NULL) {ptail = ptail->next;   //ptail指向下一个节点}ptail->next = newnode;}SLTPrint(pphead);
}
//1.打印链表
void SLTPrint(SLTNode* phead) {SLTNode* pcur = phead;  //定义一个新的头指针指向 node1while (pcur != NULL) {printf("%d -> ", pcur->data);pcur = pcur->next;      //指针指向下一个节点}printf("NULL\n");
}
//申请节点，并初始化
SLTNode* SLTBuyNode(SLTDataType x) {SLTNode* node = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));//申请失败if (node == NULL) {perror("malloc fail!\n");exit(1);}//初始化node->data = x;node->next = NULL;return node;
}
//2.尾插
void SLTPushBack(SLTNode** pphead, SLTDataType x) {assert(pphead);//申请一个新的节点SLTNode* newnode = SLTBuyNode(x);if (*pphead == NULL) {   //头指针为空（链表为空）*pphead = newnode;   //将头指针指向新的节点}else {   //链表不为空，找尾节点SLTNode* ptail = *pphead;   //把头节点的地址赋值给 ptailwhile (ptail->next != NULL) {ptail = ptail->next;   //ptail指向下一个节点}ptail->next = newnode;}
}
//3.头插
void SLTPushFront(SLTNode** pphead, SLTDataType x) {assert(pphead);SLTNode* newnode = SLTBuyNode(x);  //创建新的节点newnode->next = *pphead;      //新的节点指向当前的头节点*pphead = newnode;     //头指针指向新的节点
}
//4.尾删
void SLTPopBack(SLTNode** pphead) {assert(pphead && *pphead);   //传的参数不能为空，链表也不能为空//如果只有一个节点if ((*pphead)->next == NULL) {free(*pphead);*pphead = NULL;}else {SLTNode* prev = NULL;     //空指针SLTNode* ptail = *pphead;  //将头节点赋值给ptailwhile (ptail->next != NULL) {prev = ptail;    //prev指向当前的位置ptail = ptail->next;   //ptail指向下一个节点}prev->next = NULL;   //前一个节点置为NULLfree(ptail);        //释放掉最后一个节点ptail = NULL;}
}
//5.头删
void SLTPopFront(SLTNode** pphead) {assert(pphead && *pphead);SLTNode* next = (*pphead)->next; //保存头节点的下一个地址free(*pphead);     //释放头节点*pphead = next;    //头节点下移}
//6.查找,找到了，返回该指向的指针（原单链表的节点地址）
SLTNode* SLTFind(SLTNode* phead, SLTDataType x) {SLTNode* pcur = phead;while (pcur)  //pcur != NULL{if (pcur->data == x){return pcur;}pcur = pcur->next;     //pcur往后走}//没找到return NULL;
}
//7.在指定位置之前插入数据
void SLTInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDataType x) {assert(pphead && pos);//当pos就是头节点，相当于头插if (pos == *pphead){SLTPushFront(pphead, x);}else {SLTNode* newnode = SLTBuyNode(x);  //创建新的节点并赋初值  SLTNode* prev = *pphead;    //prev 指向头节点while (prev->next != pos) {     //prev指向pos前面一个节点prev = prev->next;}//改变指向关系newnode->next = pos;prev->next = newnode;}
}
//9.在指定位置之后插入数据
void SLTInsertAfter(SLTNode* pos, SLTDataType x) {SLTNode* next = pos->next;   //将pos的下个节点地址存储SLTNode* newnode = SLTBuyNode(x);   //创建一个新节点  newnode->next = next;      pos->next = newnode;
}
//10.删除pos节点
void SLTErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos) {assert(pphead && pos);//删除的节点就是头节点if (pos == *pphead) {SLTPopFront(pphead);}else {SLTNode* prev = *pphead;//找pos前面的节点while (prev->next != pos) {   prev = prev->next;}prev->next = pos->next;   //pos前一个节点指向pos后一个节点free(pos);pos = NULL;}
}
//11.删除pos之后的节点
void SLTEraseAfter(SLTNode* pos) {assert(pos && pos->next);    //pos之后的节点不能为NULLSLTNode* del = pos->next;  //找到pos的下一个的节点pos->next = del->next;    //pos的下一个节点为del的下一个节点free(del);del = NULL;
}
//12.销毁链表
void SListDestroy(SLTNode** pphead) {SLTNode* pcur = *pphead;while (pcur) {SLTNode* next = pcur->next;   //指向pcur下一个节点free(pcur);   //释放当前的pcurpcur = next;  //pcur后移到next位置}*pphead = NULL;
}

 test.c

void test03()
{SLTNode* plist = NULL;   //申请一个空指针SLTNode* node1 = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));node1->data = 1;node1->next = NULL;SLTPrint(plist);
}
int main()
{test03();return 0;
}

总结： 

这里给出完整实现单链表的函数方法，其他的函数实现比较简单，这里重要的是解决单链表中的传递二级指针和一级指针的区别，方便个位读者明了的知道函数的实现原理，更好的学习其他的数据结构，希望各位读者可以多多对文章提出建议，方便我后期改进文章以供其他的读者阅读。

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