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文章目录

• 🌳前言
• 🌳正文
• • 🌲链表打印与销毁
  • • 🪴打印
    • 🪴销毁
  • 🌲尾部插入与删除
  • • 🪴节点申请
    • 🪴尾插
    • 🪴尾删
  • 🌲头部插入与删除
  • • 🪴头插
    • 🪴头删
  • 🌲节点查找与修改
  • • 🪴查找
    • 🪴修改
  • 🌲任意位置插入与删除
  • • 🪴简单版
    • • 🌱插入
      • 🌱删除
    • 🪴困难版
    • • 🌱插入
      • 🌱删除
  • 🌲源码区
  • • 🪴功能声明头文件部分
    • 🪴功能实现源文件部分
    • 🪴主函数调用源文件部分
  • 🌲相关OJ试题推荐
• 🌳总结

🌳前言

单链表 是一种链式存取的数据结构，用一组地址任意的存储单元存放线性表中的数据元素。链表 中的数据是以结点来表示的，每个结点的构成：元素(数据元素的映象) + 指针(指示后继元素存储位置) ，元素就是存储数据的存储单元，指针就是连接每个结点的地址数据

这是百度百科对于 单链表 的解释，通俗来说，单链表 就是一种数据结构，它包含了一个 数据域 data 和一个 指针域 next ，最大的特点就是 链式存储 。链表有很多种，其中 单链表 是最基本、最简单的一种结构，很多OJ题都会利用 单链表 出题，后面的部分高阶数据结构也会用到 单链表 ，因此学好 单链表 很重要。除了 单链表 外，还有 双向带头循环链表 (后面会介绍)等链表类型，先来进入 单链表 的学习吧！

🌳正文

🌲链表打印与销毁

🪴打印

单链表 创建时是一个结构体类型的指针，一开始指向空，只有在经过插入数据后才会有自己的指向 ，因此我们可以根据这一特点，遍历 整个 单链表 ，并输出其中的 数据域 data。

void SLTPrint(const SLT** pphead)	//单链表的打印
{assert(pphead);	//不需要断言 *pphead ，因为存在空链表打印的情况，是合法的printf("\n\n当前链表为: ");const SLT* cur = *pphead;while (cur){printf("%d->", cur->data);cur = cur->next;	//cur要向后移动}printf("NULL\n\n\n");	//链表最后为空
}

🪴销毁

销毁 单链表 也需要将其 遍历 一遍，因为链表中的元素不是连续存放的，只能逐个节点销毁 ，销毁思想为：利用 *pphead 遍历整个 单链表 ，保存头节点 *pphead 的下一个节点信息至 cur，释放原头节点，更新头节点信息(把 cur 的值赋给头节点 *pphead )如此重复，直到释放完所有节点即可。

//不带哨兵位的单链表不需要初始化
void SLTDestroy(SLT** pphead)	//单链表的销毁
{assert(pphead);	//一二级指针都不能为空//空表不走销毁程序，但不能报错if (*pphead){while (*pphead){SLT* cur = (*pphead)->next;	//记录头的下一个位置free(*pphead);*pphead = cur;	//向后移动，不断销毁}}
}

🌲尾部插入与删除

🪴节点申请

单链表 是由一个一个独立存在的节点组成的结构，当涉及插入操作时，向内存申请节点，涉及删除操作时，就要把对应的节点销毁

static SLT* buyNode(const SLTDataType x)	//买节点
{SLT* newnode = (SLT*)malloc(sizeof(SLT));assert(newnode);	//防止申请失败的情况newnode->data = x;newnode->next = NULL;return newnode;	//返回买好的节点
}

🪴尾插

单链表 尾插是比较费劲的，因为得先通过头节点指针向后 遍历 找到尾节点，然后将尾节点与新节点之间建立链接关系，其中还得分情况尾插

• 链表为空，直接把新节点赋给头节点
• 不为空，就需要找到尾节点，建立链接关系

关于 单链表 中函数用二级指针的问题：
插入或删除时，如果是第一次操作，需要对头节点本身造成改变，且头节点是一个 一级指针 ，因此需要通过 二级指针 的方式来在函数中改变头节点的值。至于后续的操作，都只是改变了结构体中的 next 值，因此使用 一级指针 就够了，但是为了函数设计时的普适性，单链表 中的函数参数都设计成了 二级指针 的形式。

void SLTPushBack(SLT** pphead, const SLTDataType x)	//尾插
{assert(pphead);SLT* newnode = buyNode(x);SLT* tail = *pphead;//尾插分情况，链表为空，直接赋值，不为空，找到尾，再链接if (tail == NULL){*pphead = tail = newnode;	//直接赋值}else{while (tail->next != NULL){tail = tail->next;	//找到尾节点}tail->next = newnode;	//链接}//SLTInsert(pphead, NULL, x);		//可以复用任意位置前插
}

🪴尾删

尾删操作与尾插基本一致，同样是需要找到尾节点，不过每次 tail 指针在向后移动前，会先使用一个 prev 指针保存 tail 的信息，当 tail 为尾节点时，释放 tail ，并将 prev->next 置空，此时的 prev 就是新的尾节点，因为原理都差不多，这里就不用动图展示了，值得注意的是尾删也分两种情况

• 只有一个节点，此时直接释放头节点(尾节点)，链表置空
• 存在多个节点，需要先找到尾节点与尾节点的上一个节点，确定新的尾
• 并不是所有情况都能删除，比如表空的情况，是不能执行操作的，可以用断言处理

void SLTPopBack(SLT** pphead)	//尾删
{assert(pphead);assert(*pphead);	//如果链表为空，是删不了的SLT* tail = *pphead;SLT* prev = NULL;while (tail->next){prev = tail;	//保存上一个节点信息tail = tail->next;	//找到尾节点}free(tail);//分情况，如果prev是空，说明删除的尾节点同时也是头节点if (prev)prev->next = tail = NULL;	//把尾节点的上一个节点指向空else*pphead = NULL;	//此时直接把prev置空/*SLT* tail = *pphead;while (tail->next){tail = tail->next;}SLTErase(pphead, tail);*/	//可以复用任意位置删除
}

🌲头部插入与删除

🪴头插

对于头部操作来说，单链表 是很轻松的，比如 单链表 头插的本质就是将 新节点 newnode 与 头节点 *pphead 链接，然后更新头节点信息就行了，即 *pphead = newnode ，三行代码就解决了。

void SLTPushFront(SLT** pphead, const SLTDataType x)	//头插
{assert(pphead);SLT* newhead = buyNode(x);newhead->next = *pphead;	//直接链接*pphead = newhead;	//更新头节点信息//代码简洁之道//SLTInsert(pphead, *pphead, x);	//可以复用任意位置前插
}

🪴头删

头删也是比较简单的，先用 cur 指向头节点，先保存 头节点 cur 的下一个节点信息至 节点 newhead，释放 原头节点 cur，更新 newhead 为链表的新头，即 *pphead = newnode 当然涉及删除的操作，都需要进行表空检查，如果链表为空，是不能执行删除的。

void SLTPopFront(SLT** pphead)	//头删
{assert(pphead);assert(*pphead);	//头删同样存在空不能删的情况//先找到头的下一个节点，然后赋值新头SLT* cur = *pphead;	//指向头节点SLT* newhead = cur->next;	//保存头节点的下一个节点信息free(cur);cur = NULL;*pphead = newhead;	//赋值新头//SLTErase(pphead, *pphead);	//可以复用任意位置删除
}

🌲节点查找与修改

🪴查找

查找函数很简单，遍历+比较 就行了，找到目标元素值后，返回相关节点信息，其实查找这个函数主要是为了配合后面任意插入删除函数的 ，所以比较简单。

SLT* SLTFind(const SLT** pphead, const SLTDataType x)	//查找值为x的节点(第一次出现)
{assert(pphead);SLT* cur = (SLT*)*pphead;	//指向头节点while (cur){if (cur->data == x)return cur;	//找到了，返回相关节点信息cur = cur->next;}return NULL;	//没有找到的情况
}

🪴修改

修改函数是在查找函数基础上进行的：当我们输入元素值交给查找函数，找到目标节点后返回其节点信息，然后直接通过返回的节点改变 data 值就行了，在调用查找函数的前提下，一行代码就解决了。

void SLTModify(SLT* node, const SLTDataType val)	//修改 node 节点处的值
{//注意：在调用函数时，可以通过链式访问，将查找函数的返回值作为形参一传入就行了assert(node);	//断言，如果节点node是空指针，是不能做修改的node->data = val;
}

🌲任意位置插入与删除

🪴简单版

简单版是在任意位置后插入元素，删除任意位置后的节点，根据 单链表 的特性，对后面节点进行操作是比较简单，无非就是改变链接关系。但是这种对后操作存在缺陷：不适合实现头插、头删

🌱插入

插入(后插)主要分两步

• 获取信息
• 改变链接关系

获取信息：有三个关键信息：被插入节点 cur、待插入节点 newnode 和 cur 的下一个节点 tail

改变链接关系：很简单，cur->next = newnode，后插嘛，先把待插入节点链接到 cur 后面，然后再把 newnode 和 tail 链接起来就行了

这里的 nodeAfter 是需要通过查找函数找出来的，它是一个 一级指针

//这两个有缺陷，不能对头节点进行操作，但实现起来比较简单
void SLTInsertAfter(SLT* nodeAfter, const SLTDataType x)	//任意插，后插法
{assert(nodeAfter);SLT* cur = nodeAfter;SLT* newnode = buyNode(x);SLT* tail = cur->next;	//先保存被插入节点的下一个节点信息//更改链接关系，后插完成cur->next = newnode;newnode->next = tail;
}

🌱删除

删除思路，和头删差不多

• 找到待插入节点 cur
• 找到 cur 的下一个节点 tail
• 找到 tail 的下一个节点 newtail

接下来就很简单了，释放 tail 节点，更改链接关系，当然断言是少不了

void SLTEraseAfter(SLT* nodeAfter)	//任意删，删除后面节点
{assert(nodeAfter);assert(nodeAfter->next);	//如果目标节点的下一个为空，是后删不了的SLT* cur = nodeAfter;SLT* tail = cur->next;	//待删除的节点SLT* newtail = tail->next;	//新尾free(tail);tail = NULL;cur->next = newtail;	//更改链接关系
}

🪴困难版

困难版就比较麻烦了，因为它要实现的是任意位置前插元素、删除任意位置的节点，单链表 的最大缺点是不能回退，这就意味着即使我们得到了待删除节点，也是很难求出它的上一个节点的 ，对于这种尴尬情况，只能老老实实从头节点处开始向后 遍历 寻找，直到找到待删除节点的上一个节点。

🌱插入

其实这个也没有多困难，无非就是比上一种多个参数，然后多了一步遍历操作而已，内核思想任然不变

• 获取信息
• 更改链接关系

//这两个实现起来比较麻烦，但是很全能
void SLTInsert(SLT** pphead, SLT* node, const SLTDataType x)	//任意插，前插法
{assert(pphead);SLT* newnode = buyNode(x);SLT* cur = *pphead;SLT* prev = NULL;while (cur != node){prev = cur;	//要找到目标节点的上一个节点cur = cur->next;	}//判断一下，是否为空表插入//走的是尾插的那一套思想if (prev){prev->next = newnode;newnode->next = node;}else{newnode->next = node;*pphead = newnode;	//空表需要更新头节点信息}
}

🌱删除

删除是一样的逻辑，不过多了一个 tail 而已，指向的位置是 node 的下一个节点，其余步骤跟插入基本一致，之后也是一样的更改链接关系，一样需要判断是否为空表，如果为空表需要更新头节点信息。

其实现在看来，困难版的插入删除，就像是尾部插入删除的升级版，有些麻烦，但很可靠，困难版的任意位置插入删除可以完全替代头尾插入删除，也就是说写这一对函数就够了。

void SLTErase(SLT** pphead, SLT* node)	//任意删，删除当前节点
{assert(pphead);assert(node);	//不必检查*pphead的合法性，查验node就行了SLT* cur = *pphead;	//走的是尾删的那一套思想SLT* prev = NULL;SLT* tail = node->next;while (cur != node){prev = cur;cur = cur->next;}free(node);//跟尾插一样，需要判断一下if (prev)prev->next = tail;else*pphead = tail;
}

🌲源码区

代码放一起看，会更好理解一些~

🪴功能声明头文件部分

#pragma once
#include
#include
#include
#includetypedef int SLTDataType;	//单链表的数据类型typedef struct SListNode
{SLTDataType data;	//数据域struct SListNode* next;	//指针域
}SLT;	//重命名为 SLTvoid SLTDestroy(SLT** pphead);	//单链表的销毁
void SLTPrint(const SLT** pphead);	//单链表的打印void SLTPushBack(SLT** pphead, const SLTDataType x);	//尾插
void SLTPopBack(SLT** pphead);	//尾删void SLTPushFront(SLT** pphead, const SLTDataType x);	//头插
void SLTPopFront(SLT** pphead);	//头删//这两个有缺陷，不能对头节点进行操作，但实现起来比较简单
void SLTInsertAfter(SLT* nodeAfter, const SLTDataType x);	//任意插，后插法
void SLTEraseAfter(SLT* nodeAfter);	//任意删，删除后面节点//这两个实现起来比较麻烦，但是很全能
void SLTInsert(SLT** pphead, SLT* node, const SLTDataType x);	//任意插，前插法
void SLTErase(SLT** pphead, SLT* node);	//任意删，删除当前节点SLT* SLTFind(const SLT** pphead, const SLTDataType x);	//查找值为x的节点(第一次出现)void SLTModify(SLT* node, const SLTDataType val);	//修改 node 节点处的值

🪴功能实现源文件部分

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1	
#include"SList.h"//不带哨兵位的单链表不需要初始化
void SLTDestroy(SLT** pphead)	//单链表的销毁
{assert(pphead);	//一二级指针都不能为空//空表不走销毁程序，但不能报错if (*pphead){while (*pphead){SLT* cur = (*pphead)->next;	//记录头的下一个位置free(*pphead);*pphead = cur;	//向后移动，不断销毁}}
}void SLTPrint(const SLT** pphead)	//单链表的打印
{assert(pphead);	//不需要断言 *pphead ，因为存在空链表打印的情况，是合法的printf("\n\n当前链表为: ");const SLT* cur = *pphead;while (cur){printf("%d->", cur->data);cur = cur->next;	//cur要向后移动}printf("NULL\n\n\n");	//链表最后为空
}static SLT* buyNode(const SLTDataType x)	//买节点
{SLT* newnode = (SLT*)malloc(sizeof(SLT));assert(newnode);	//防止申请失败的情况newnode->data = x;newnode->next = NULL;return newnode;	//返回买好的节点
}void SLTPushBack(SLT** pphead, const SLTDataType x)	//尾插
{assert(pphead);SLT* newnode = buyNode(x);SLT* tail = *pphead;//尾插分情况，链表为空，直接赋值，不为空，找到尾，再链接if (tail == NULL){*pphead = tail = newnode;	//直接赋值}else{while (tail->next != NULL){tail = tail->next;	//找到尾节点}tail->next = newnode;	//链接}//SLTInsert(pphead, NULL, x);		//可以复用任意位置前插
}void SLTPopBack(SLT** pphead)	//尾删
{assert(pphead);assert(*pphead);	//如果链表为空，是删不了的SLT* tail = *pphead;SLT* prev = NULL;while (tail->next){prev = tail;	//保存上一个节点信息tail = tail->next;	//找到尾节点}free(tail);//分情况，如果prev是空，说明删除的尾节点同时也是头节点if (prev)prev->next = tail = NULL;	//把尾节点的上一个节点指向空else*pphead = NULL;	//此时直接把prev置空/*SLT* tail = *pphead;while (tail->next){tail = tail->next;}SLTErase(pphead, tail);*/	//可以复用任意位置删除
}void SLTPushFront(SLT** pphead, const SLTDataType x)	//头插
{assert(pphead);SLT* newhead = buyNode(x);newhead->next = *pphead;	//直接链接*pphead = newhead;	//更新头节点信息//代码简洁之道//SLTInsert(pphead, *pphead, x);	//可以复用任意位置前插
}void SLTPopFront(SLT** pphead)	//头删
{assert(pphead);assert(*pphead);	//头删同样存在空不能删的情况//先找到头的下一个节点，然后赋值新头SLT* cur = *pphead;	//指向头节点SLT* newhead = cur->next;	//保存头节点的下一个节点信息free(cur);cur = NULL;*pphead = newhead;	//赋值新头//SLTErase(pphead, *pphead);	//可以复用任意位置删除
}//这两个有缺陷，不能对头节点进行操作，但实现起来比较简单
void SLTInsertAfter(SLT* nodeAfter, const SLTDataType x)	//任意插，后插法
{assert(nodeAfter);SLT* cur = nodeAfter;SLT* newnode = buyNode(x);SLT* tail = cur->next;	//先保存被插入节点的下一个节点信息//更改链接关系，后插完成cur->next = newnode;newnode->next = tail;
}void SLTEraseAfter(SLT* nodeAfter)	//任意删，删除后面节点
{assert(nodeAfter);assert(nodeAfter->next);	//如果目标节点的下一个为空，是后删不了的SLT* cur = nodeAfter;SLT* tail = cur->next;	//待删除的节点SLT* newtail = tail->next;	//新尾free(tail);tail = NULL;cur->next = newtail;	//更改链接关系
}//这两个实现起来比较麻烦，但是很全能
void SLTInsert(SLT** pphead, SLT* node, const SLTDataType x)	//任意插，前插法
{assert(pphead);SLT* newnode = buyNode(x);SLT* cur = *pphead;SLT* prev = NULL;while (cur != node){prev = cur;	//要找到目标节点的上一个节点cur = cur->next;	}//判断一下，是否为空表插入//走的是尾插的那一套思想if (prev){prev->next = newnode;newnode->next = node;}else{newnode->next = node;*pphead = newnode;	//空表需要更新头节点信息}
}void SLTErase(SLT** pphead, SLT* node)	//任意删，删除当前节点
{assert(pphead);assert(node);	//不必检查*pphead的合法性，查验node就行了SLT* cur = *pphead;	//走的是尾删的那一套思想SLT* prev = NULL;SLT* tail = node->next;while (cur != node){prev = cur;cur = cur->next;}free(node);//跟尾插一样，需要判断一下if (prev)prev->next = tail;else*pphead = tail;
}SLT* SLTFind(const SLT** pphead, const SLTDataType x)	//查找值为x的节点(第一次出现)
{assert(pphead);SLT* cur = (SLT*)*pphead;	//指向头节点while (cur){if (cur->data == x)return cur;	//找到了，返回相关节点信息cur = cur->next;}return NULL;	//没有找到的情况
}void SLTModify(SLT* node, const SLTDataType val)	//修改 node 节点处的值
{//注意：在调用函数时，可以通过链式访问，将查找函数的返回值作为形参一传入就行了assert(node);	//断言，如果节点node是空指针，是不能做修改的node->data = val;
}

🪴主函数调用源文件部分

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1	
#include"SList.h"void menu()
{printf("0.退出	1.打印\n");printf("2.尾插	3.尾删\n");printf("4.头插	5.头删\n");printf("6.任意插(后插)	7.任意删(后删)\n");printf("8.任意插(前插)	9.任意删(当前)\n");printf("10.查找	11.修改\n");
}int main()
{SLT* s = NULL;int input = 1;while (input){menu();printf("请选择:>");scanf("%d", &input);system("cls");	//清屏函数，让显示效果更好int val = 0;	//待插入值int pos = 0;	//待查找节点值switch (input){case 0:printf("成功退出\n");break;case 1:SLTPrint(&s);break;case 2:printf("请输入一个数:>");scanf("%d", &val);SLTPushBack(&s, val);break;case 3:SLTPopBack(&s);break;case 4:printf("请输入一个数:>");scanf("%d", &val);SLTPushFront(&s, val);break;case 5:SLTPopFront(&s);break;case 6:printf("请输入被插入的节点值:>");scanf("%d", &pos);printf("请输入一个数:>");scanf("%d", &val);SLTInsertAfter(SLTFind(&s, pos), val);break;case 7:printf("请输入被删除的节点值:>");scanf("%d", &pos);SLTEraseAfter(SLTFind(&s, pos));break;case 8:printf("请输入被插入的节点值:>");scanf("%d", &pos);printf("请输入一个数:>");scanf("%d", &val);SLTInsert(&s, SLTFind(&s, pos), val);break;case 9:printf("请输入被删除的节点值:>");scanf("%d", &pos);SLTErase(&s, SLTFind(&s, pos));break;case 10:printf("请输入被查找的节点值:>");scanf("%d", &pos);SLT* tmp = SLTFind(&s, pos);printf("当前节点的地址为:%p\n", tmp);break;case 11:printf("请输入被修改的节点值:>");scanf("%d", &pos);printf("请输入一个数:>");scanf("%d", &val);SLTModify(SLTFind(&s, pos), val);break;default :printf("选择错误，重新选择!\n");break;}}SLTDestroy(&s);	//每次程序运行结束，都会执行销毁函数return 0;
}

🌲相关OJ试题推荐

下面是几道关于 单链表 的OJ试题，可以试着解决一下，加强对链表的认识

1. 203.移除链表元素
2. 206.反转单链表
3. 876.链表的中间结点
4. 链表中倒数第k个结点
5. 21.合并两个有序链表
6. CM11 链表分割
7. OR36 链表的回文结构
8. 160.相交链表
9. 141.环形链表
10. 141.环形链表 ||
11. 138.复制带随机指针的链表

🌳总结

以上就是关于 单链表 的全部内容了，单链表 中用到了 二级指针 这个东西，如果使用带哨兵位的 单链表 就可以不用 二级指针 ，但是这种结构用的比较少，单纯的学好 单链表 ，能快速提高我们对链表的认识，毕竟链表这个工具后续还会用到。从文中可以看出，单链表 相对于 顺序表 ，不用考虑空间问题，且头插头删效率很高，可惜 单链表 不支持下标的随机访问。总之，顺序表 和 单链表 各有各的用途，二者相辅相成，都是很不错的数据结构。

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