C语言写单链表的创建、释放、追加(即总是在最后的位置增加节点)
昨天周末给学妹讲了一些指针的知识,本来我对指针就是似懂非懂的状态,
经过昨天一讲,我对指针的学习就更深刻了果然给别人讲课也是学习的一个方法。
加上最近复习数据结构,发现我的博客里没有链表的博文,所以趁这时候加上一篇。
在此之前,我们先谈一下我要说的一些基本知识:
①函数参数为什么是双指针?
我们先写一下这么一个程序:
# include<stdio.h> void Gai(int m) { m=5; } int main(void) { int a=1; Gai(a); printf("%d\n",a); return 0; }
那么我们可以得知,输出a的值是1,为什么我调用了函数,把a传进去,并没有变成5呢?这就是关键所在。
我总结一下,形参m只是实参a的一个赋值的变量,形参我们都知道是函数调用时候才分配内存单元,
当函数调用完毕后,形参就会被干掉了,所以上面程序可以这么理解:定义一个a变量,它的值为1,
当把a作为实参传进Gai这个函数时,系统会定义一个变量m,并且把a的值“1”赋给了m,然后又执行m=5。
所以,到整个程序结束,m=5,a=1,所以a的值根本就没有发生改变。
所以说,在main函数里,若想通过函数来改变变量的值,那是不可能的。
接下来我们把程序修改一下:
# include<stdio.h> void Gai(int * m) { *m=5; } int main(void) { int a=1; Gai(&a); printf("%d\n",a); return 0; }
通过运行后我们可以看到a的值此时变成了“5”。所以,我们可以总结:
若一个变量想通过函数来改变本身的值,将本身作为参数传递是不成功的,
只有传递本身的指针(地址)才能达到这样的效果。
所以后面我们创建链表时,传递的是双指针,这就是为什么参数是双指针的原因。
因为我之前也一直不明白,直到我昨天给学弟学妹们讲课的时候,我才恍然大悟,所以我也算很笨了,
所以在这里给大家总结一下,因为我在别的博客里,看到也有挺多人不理解为什么是双指针,现在希望能够帮助大家更容易理解一些。
②每一个变量的内存单元中都有自己的地址
为了好理解,我画图把它绑在一块,虽然可能物理结构上不是长这样,但逻辑上是长这样的,比如
int a=2;
int * p = &a;
所以说,只要是变量它都会有自己的地址(指针),即使是指针变量。
然后,指针它就是用来存地址的,只有两部分,一部分是附带自己的地址,一部分是存别人的地址
③指针就是地址,地址就是指针,指针类型的变量它的值只用来装指针。
为什么我会说这句话呢。因为之前,在昨天为止,我那么久,居然一直都理解错了,也怪我太笨了哈哈。比如说定义了节点类型
typedef struct n
{
int data; //数据域
struct n * next; //指针域
} Node;
然后 Node * L; 我一直以为L是长这样子的
原来不是!!! 它不是!! 害死我了,以前我可纠结了好久了!!!太蠢了哈哈!!
原来我一直以为什么类型的指针就长什么样!!
不是的,其实它是什么类型的指针它就存什么样的地址。
所以L其实是长这样的:
总之这个坑,如果你们已经会的,可以笑一下我,如果也一样像我一样掉坑的,
希望看到这里后能及时填坑。这个大大大大大的坑,嗨呀,气死了。都怪以前没认真学指针。
以上就是今天的预备知识,接下来就开始学习单链表的简单操作了。我会用图来结合,
因为我一直强调图和代码结合,这样才能学好数据结构,这样才能对数据结构有形象的想法,
当然大神都是直接理解的,我就比较菜,就挖掘了自己的学习方法,嘿嘿。
单链表我采用了头指针和头结点的结构。
这次单链表的操作可能有些不一样,但原理都是一样的,或者说,把图理解了,代码也就理解了;
/* 参数:头指针的指针(双指针) 作用:初始化链表,使头指针指向一个新结点, 这个新节点就是头结点 */ void InitHead(Node * *pHead) /* 参数:头指针,其实也是头指针的拷贝 作用:释放整个链表 */ void Free_list(Node * pHead) /* 参数:头指针,一个值 作用:往链表的末段追加val */ void append(Node * pHead,int val) /* 参数:头指针 作用:遍历输出链表(跳过头结点) */ void Showlist(Node * pHead)
(一)初始化链表
void InitHead(Node * *pHead) //为链表生成头结点 使头指针指向头结点 { *pHead = (Node *)malloc(sizeof(Node)); if(*pHead == NULL) { printf("头结点分配失败,程序终止! \n"); exit(-1); } (*pHead)->next=NULL; }
在main函数里面定义: Node * L = NULL; //定义一个指针,指向Node类型,其实也就是整个链表的头指针
然后调用 InitHead(&L);
图解如下:
*pHead = (Node *)malloc(sizeof(Node));
其实*PHead就是头指针L的值了,加*号就代表指针的值,也就是图中右边的部分。
malloc会申请一个结点,然后返回结点的首地址,其实这个新生成的结点是没有名字的,
为了方便理解,我们管它叫x 图解如下:
至于PHead?哈哈,等这个函数结束后,它就被会干掉了,所以到头来,它只为他人作了嫁衣,不过这也正是它存在的意义。
如果传递的是单指针的话,pHead作为盗版的头指针指向了那个新生成的结点,
然后函数结束后,它们的状态分别是:L 依然存在,什么也没变化。 pHead,被干掉,彻彻底底的没了,
至于新生成的结点,则是孤零零的在内存区里瑟瑟发抖,等待有缘人来指向它,
所以这就是为什么要用双指针的理由。用了双指针,L指向了新生成的结点,PHead被干掉,皆大欢喜。
(二)释放链表
void Free_list(Node * pHead) //释放链表 { Node * p; while(pHead != NULL) { p = pHead; pHead = pHead->next; free(p); p = NULL; } }
因为在链表中生成的新节点是用malloc的,所以要用free把它回收,malloc和free是一夫一妻。
在这种小程序或许不free也没什么太大的问题,但以后做项目时如果不回收就麻烦大了,所以养成free的习惯。
图解如下:
之后p就会变成
然后free(p)就是把p指向的那个结点,也就是图中的头结点,给干掉,
而pHead也被函数结束后干掉,而L只拿着一个head的地址但却找不到人了;
这里的图是只有一个头结点时的释放,但即使有多个结点,也是一样的做法,你们可以自己画图模拟一下,加深记忆。
(三)向链表末端追加元素
void append(Node * pHead,int val) { Node * r=pHead; Node * pNew = (Node *)malloc(sizeof(Node)); //生成新节点 if(pNew == NULL) { printf("新节点分配失败,程序终止! \n"); exit(-1); } pNew->data=val; pNew->next=NULL; while(r->next != NULL) //让尾指针循环直到最后一个节点 { r=r->next; } r->next=pNew; r=pNew; }
这个代码太长,有点难画图,我尽量吧,图示如下:
然后定义一个指针r,把pHead复制过去
为了方便理解,我把所有新生成的结点都叫做x。
然后定义一个PNew指针指向新生成的结点x;然后赋值,并置为NULL
其实pNew->data就是x.data
然后这一句代码
while(r->next != NULL) //让尾指针循环直到最后一个节点 { r=r->next; }
这是为了让r指针指向最后一个结点,
为什么是 r->next != NULL 而不是 r!=NULL; 这里是有区别的,因为我这种追加的方法是属于后插法。
总之就是根据图来写代码
r->next是这个
而r是这个
所以判断的时候,应该判断的是链表中的next;而不是判断r有没有指向谁;
接下来就是最后的连起来了。
r->next=pNew;
r=pNew;
r->next=pNew;//为什么这里它们明明是指向了PNew,但图中却指向x呢?
我这么理解不懂对不对,一个指针指向了一个结点,那么这个指针就相当于这个结点了
然后最后一个
(四)遍历输出链表
void Showlist(Node * pHead) { pHead=pHead->next; //跳过头结点输出 while(pHead!=NULL) { printf("%d ",pHead->data); pHead=pHead->next; } }
最后一个就不画图了,相信大家也能看懂。
至此,整篇文章应该写完了。啧啧啧啧,去吃饭了。
有错请在下方评论,咱们一起进步。
谢谢~
忘了贴完整代码了,测试你们自己测试一下,我这里测试结果无误
# include<stdio.h> # include<stdlib.h> typedef struct n { int data; //数据域 struct n * next; //指针域 } Node; void InitHead(Node * *pHead) //为链表生成头结点 使头指针指向头结点 { *pHead = (Node *)malloc(sizeof(Node)); if(*pHead == NULL) { printf("头结点分配失败,程序终止! \n"); exit(-1); } (*pHead)->next=NULL; } void Free_list(Node * pHead) //释放链表 { Node * p; while(pHead != NULL) { p = pHead; pHead = pHead->next; free(p); p = NULL; } } void append(Node * pHead,int val) { Node * r=pHead; Node * pNew = (Node *)malloc(sizeof(Node)); //生成新节点 if(pNew == NULL) { printf("新节点分配失败,程序终止! \n"); exit(-1); } pNew->data=val; pNew->next=NULL; while(r->next != NULL) //让尾指针循环直到最后一个节点 { r=r->next; } r->next=pNew; r=pNew; } void Showlist(Node * pHead) { pHead=pHead->next; //跳过头结点输出 while(pHead!=NULL) { printf("%d ",pHead->data); pHead=pHead->next; } } int main(void) { Node * L = NULL; InitHead(&L); append(L,1); append(L,4); append(L,7); append(L,9); append(L,332); append(L,6); append(L,235); Showlist(L); Free_list(L); L=NULL; return 0; }