从头撸一个单链表
@醉里挑灯看剑,梦回吹角连营
最近在学习单链表时,对于单链表的头节点指针的创建,以及如何给一个链表存入数据,这块理解不是很到位。虽然明白链表的基本操作,创建、插入、删除、索引,但用C实现还是遇到一些问题难以理解,故写一些代码进行分析,终于弄清楚其实现过程,在此作一小结。
单链表操作分析
分析单链表中,节点的建立、插入、删除等过程
定义链表结构
//本文链表存储int型数据为例
typedef struct Signal_Node {
int data;
struct Signal_Node *next;
}Node;
节点的建立
通过malloc函数在堆中开辟节点空间,用来存放数据及指向下一个节点空间的结构体指针变量,结构如下:
头节点的建立
建立头节点,必须先定义一个指向头节点的结构体指针变量Node *hp = NULL,便于之后对链表进行操作
插入新的节点
从链表头插入节点
先生成新的节点空间 Node *newnd,作为要插入的新节点元素
从链表尾部插入
与从头节点插入一样,只是指向下一个节点的指针为空
1、遍历链表,直到 p -> next = NULL // p为最后一个节点指针
2、p -> next = newnd;
3、newnd -> next = NULL; //已插入节点
从指定位置插入
1、遍历链表,找到要插入的链表位置p,if(p -> data == index) return p;
2、newnd -> next = p -> next -> next;
3、p -> next = newnd;
删除节点分析
删除节点的过程,即与插入节点的过程相反。需要注意的是,删除某个节点,必须知道上一个节点的指针,即上一个节点中存放将要删除节点中的指针。每删除一个节点,需要将该节点空间赋空NULL,并且释放该空间free()
找到删除节点的上一个节点指针 *p
1、int temp_data = p -> next -> data ,临时存放被删除节点中的数据
2、遍历链表直到 temp_data == index,对比索引数据,找到上一个节点指针 p
3、返回 p
删除节点 p -> next
1、Node *temp = p -> next // 将需要删除的节点指针暂存,供之后释放该空间所用
2、p -> next = p -> next -> next // 删除该节点 p -> next
3、temp = NULL && free(temp) // 将该节点空间赋空,并且释放该空间
代码实现
本代码使用基本数据类型int,从main函数开始,一步步实现链表的建立,链表中节点的插入,以及向节点中输入数据,最后一个个删除释放节点空间在等操作,方便加深对链表创建及操作的理解。完整代码如下:
/**
* @file Signal_node_base.c
* @author mahuiming, 807741077@qq.com
* @date 2019-04-01
*/
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#define LINK_NODE_NUM 5
typedef struct SignalNode {
int data;
struct SignalNode *next;
}Node;
/* 创建节点 */
Node *Sig_CreateNode(int data, int dataSize) {
Node *p = (Node *)malloc(sizeof(Node));
static int i = 0;
if(NULL == p)
printf("开辟节点空间失败!\n");
p -> next = NULL;
p -> data = data;
printf("成功创建节点 %d\n",i);
i++;
return p;
}
/* 插入一个新的节点 */
void InsertNode(Node *p, Node *newnd) {
newnd -> next = p -> next;
p -> next = newnd;
}
/* 将节点从链表头部插入 */
void HeadInsertNode(Node *hp, Node *newnd) {
InsertNode(hp,newnd);
}
/* 将节点从链表尾部插入 */
void TailInsertNode(Node *hp, Node *newnd) {
Node *p = hp;
while(1) {
if(p -> next == NULL){
InsertNode(p, newnd);
break;
}
p = p -> next;
}
}
/* 创建一个链表 */
void createList(Node **hpp) {
//创建一个数据为int类型的头节点,传入参数0 和 sizeof(int)
*hpp = Sig_CreateNode(0, 4);
(*hpp) -> next = NULL;
}
/* 向链表中存值,建立链表 */
void setList(Node *hp, int data) {
Node *newnd = Sig_CreateNode(data, sizeof(data));
// HeadInsertNode(hp, newnd);
TailInsertNode(hp, newnd);
}
/* 打印链表中的数据 */
void ShowList(Node *hp) {
Node *p = hp -> next;
if(NULL == p)
printf("链表为空\n");
else {
while(1) {
if(NULL == p)
break;
printf("链表中的数据为:%d \n",p -> data);
p = p -> next;
}
}
}
/* 找到被删除节点的上一个节点 */
Node *Find_Delnode_Prev(Node *hp, int index) {
Node *p = hp;
static int temp_data = 0;
while(1) {
temp_data = p -> next -> data;
if(temp_data == index) {
printf("将要删除数据为 %d 的节点...\n",temp_data);
printf("\n");
break;
}
p = p -> next;
}
return p;
}
/* 删除节点 */
void Delete_Node(Node *del_node) {
Node *temp = del_node -> next;
del_node -> next = del_node -> next -> next;
temp = NULL;
free(temp);
}
int main() {
int a = 0, i = 0, index = 0;
Node *hp = NULL;
Node *prev_node = NULL;
/* 创建空链表*/
createList(&hp);
/* 向链表中写入数据 */
for(i = 0; i < LINK_NODE_NUM; i++) {
printf("Insert data:\n");
scanf("%d",&a);
setList(hp, a);
}
/* 显示所有链表信息 */
ShowList(hp);
printf("显示所有链表数据结束!\n");
printf("\n");
printf("开始删除链表中的节点~\n");
for(i = 0; i < LINK_NODE_NUM; i++) {
printf("输入要删除节点中的数据:");
scanf("%d",&index);
prev_node = Find_Delnode_Prev(hp, index);
Delete_Node(prev_node);
ShowList(hp);
}
/* 释放头节点指针 */
free(hp);
return 0;
}
程序运行过程:
成功创建节点 0
Insert data:
100
成功创建节点 1
Insert data:
200
成功创建节点 2
Insert data:
300
成功创建节点 3
Insert data:
400
成功创建节点 4
Insert data:
500
成功创建节点 5
链表中的数据为:100
链表中的数据为:200
链表中的数据为:300
链表中的数据为:400
链表中的数据为:500
显示所有链表数据结束!
开始删除链表中的节点~
输入要删除节点中的数据:300
将要删除数据为 300 的节点…
链表中的数据为:100
链表中的数据为:200
链表中的数据为:400
链表中的数据为:500
输入要删除节点中的数据:200
将要删除数据为 200 的节点…
链表中的数据为:100
链表中的数据为:400
链表中的数据为:500
输入要删除节点中的数据:100
将要删除数据为 100 的节点…
链表中的数据为:400
链表中的数据为:500
输入要删除节点中的数据:500
将要删除数据为 500 的节点…
链表中的数据为:400
输入要删除节点中的数据:400
将要删除数据为 400 的节点…
链表为空
通过代码实现及画图分析,会对单链表的一些操作更容易理解一些