不可否认的是，前几节我们讲解的顺序表存在一下几点问题：
1. 中间、头部的插入和删除，需要移动一整串数据，时间复杂度O(N)
2. 增容需要申请新空间，拷贝数据，释放旧空间。会有不小的消耗
3. 增容一般是2倍的增长，这势必会造成空间的浪费
那如何解决这些问题呢，此时，链表出现了
1. 链表的概念和结构
我们之前说过，线性表的特点就是逻辑上是连续的，物理上不一定连续。顺序表是逻辑上是连续的，物理上也是连续的。而今天的链表就是逻辑上是连续的，但是物理上是不连续的
最简单的链表是由节点们串在一起组成的，每个节点包含了两个内容：
1. 要存入的有效数据
2. 下一个节点的地址
可以看出，每个节点在物理上都是独立的，不连续的。但是每个节点在逻辑上又有关联，每个节点都知道下一个节点的指针，要找到下一个节点就访问那个指针就好了
具体来讲就是把 plist 当成一个钥匙，最开始保存的是第一个节点的地址，用完第一个节点的数据之后，把第一个节点中存储的地址再给到plist，这样plist就可以开第二个节点了，以此类推···
下面我们依照上面的图片做一个简单的节点结构
到这里，链表的地基就学会了，下面我们尝试实现一下
2. 单链表(Single linked list)的实现
跟顺序表一样，先是把准备工作，三个文件准备好
再把链表节点写出来
在这里我要重点声明一下，接下来如果从主函数前去访问链表时用的都是plist参数，从主函数中给子函数传参也是plist，就像这样
然后就正式进入链表实现啦，大家伙坐稳喽
2.1 链表的打印
打印的逻辑就是先拿到第一个节点的地址 pcur，把这个地址访问到 data 打印出来，然后将pcur的内容变成下一个要打印的节点的地址，直到pcur的内容是NULL为止
2.2 链表的插入
因为插入就一定需要申请一个新的节点，所以我们先把这个功能封装好
向堆区申请一块空间用来存放节点，记录这个节点的地址
当然，如果你想把newnode的类型改成 SLTNode 也可以，不过后面要用到节点地址的时候就要取地址一下，很麻烦，所以我们干脆直接返回节点的地址
2.2.1 尾插
在链表的尾端插入一个数据。
因为如果链表为空(没有节点)的时候要修改 plist 的内容，让它指向我们新添加的第一个节点，所以我们传参的时候要传 &plist ，因此函数参数要用二级指针来接收这个可能会被修改的plist
如果链表不为空，就去找尾节点，把为节点的next成员内容从NULL变成我们新添加的节点地址，可以这么理解：
这个图里有一点不恰当，就是这个 pphead 要解引用一次 (*pphead) 才能找到第一个节点的地址
接下来我们运行一下看看效果
2.2.2 头插
头插比尾插好理解一点，直接上思路图(画的太丑了QAQ)
很明显，链表是否为空对于需要的操作是没有影响的，上代码：
最后运行一下看结果：
因为每次都是把节点插到最前面，所以反着打出来是对的
2.3 链表的删除
2.3.1 尾删
尾删的逻辑就是找到最后一个节点 ptail 和倒数第二个节点 prev ，把倒数第二个节点的next成员置为空指针，释放掉最后一个节点。当然，如果链表为空，也就是说没有节点的话就不能执行删除操作，用assert断言报错
上代码：
2.3.2 头删
头删也是需要两个指针控制，要注意的就是要先释放掉*pphead也就是第一个节点，然后再把*pphead的内容改成第二个节点的地址，接上第二个节点
代码如下：
2.4 查找
链表的查找很简单，就是遍历链表，找到了就返回节点地址，没找到就返回空指针
2.5 在任意位置插入数据
2.5.1 在指定位置前插入数据
可以用SLTFind找到要被前插的节点的地址pos，在这个节点前面插入节点，还需要直到它前面那个节点的地址prev
在实现这个功能的时候我们要注意，当pos是头节点的情况：
下面使用一下
2.5.2 在指定位置后插入数据
这个比较简单，但是要注意给地址的顺序，要先把后面那个节点的地址给到新节点，再把指定位置pos节点的地址成员改成新节点的地址，否则就会导致后面那个节点地址的丢失，没办法接到新节点后面了
还有就是我们不需要知道链表的头节点是什么了，只需要关注pos就行了
2.6 在任意位置删除节点
2.6.1 删除pos节点
删除pos节点要先知道它前面的那个节点prev，然后把prev跟pos后面那个节点先连起来，最后再把pos释放掉。还有要注意的一点就是当pos就是链表头节点的时候要特殊处理一下
2.6.2 删除pos后面的一个节点
这个功能也是只需要关注pos后面的内容就行，所以只需要传pos一个参数。还要注意一点就是pos不能是链表中的最后一个节点，否则它后面没有节点了还删什么
2.7 链表的销毁
两个变量，pcur记录当前要准备销毁的节点地址，next记录下一个节点地址，防止销毁上一个节点之后找不到下一个节点了。然后两个变量一直循环向后扫描销毁，直到pcur指向NULL
3. 链表的分类
链表按带头或不带头，单向或双向，循环或不循环，排列组合有8种
我们刚刚学的单链表全称就是：不带头单向不循环链表
带头不带头是说链表有没有一个不存储有效数据的节点，放在第一个存放有效数据节点之前
单向双向是说链表能通过后一项找到前一项就是双向的，如果只能根据前一项找到后一项链表就是单项的。或者说双向链表的节点中的两个存放地址的成员中，一个存下一个节点的地址，一个存上一个节点的地址。
循环不循环是说最后一个节点指向第一个节点就是循环链表，要是最后一个节点指向NULL就是不循环链表
虽然链表的种类很多，但是常用的只有两种：
1.单链表(不带头单向不循环链表)
单链表结构简单，一般不会单独用来存贮数据，它一般作为其他数据结构的子结构出现
2.双向链表(带头双向循环链表)
双向链表结构最复杂，一般用来单独存储数据。它虽然复杂，但是之后实现它的实际就会发现它有很多优势，致使实现它反而变得简单了，后面会有实现它的章节的。
4. 本节代码
SList.h文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-824254.html
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
//链表是由节点构成的
typedef int SLTDataType;
typedef struct SListNode
{
SLTDataType data;
struct SListNode* next;
}SLTNode;
//链表的打印
void SLTPrint(SLTNode* phead);
//链表的插入
//尾插
void SLTPushBack(SLTNode** pphead, SLTDataType x);
//头插
void SLTPushFront(SLTNode** pphead, SLTDataType x);
//链表的头删和尾删
//尾删
void SLTPopBack(SLTNode** pphead);
//头删
void SLTPopFront(SLTNode** pphead);
//查找
SLTNode* SLTFind(SLTNode** pphead, SLTDataType x);
//在任意位置插入数据
//在指定位置前插入数据
void SLTInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDataType x);
//在指定位置后插入数据
void SLTInsertAfter(SLTNode* pos, SLTDataType x);
//在任意位置删除节点
//删除pos节点
void SLTErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos);
//删除pos后面的一个节点
void SLTEraseAfter(SLTNode* pos);
//销毁链表
void SLTDestory(SLTNode** pphead);SList.c文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-824254.html
#include"SList.h"
//链表的打印
void SLTPrint(SLTNode* phead)
{
SLTNode* pcur = phead;
while (pcur)
{
printf("%d -> ", pcur->data);
pcur = pcur->next;
}
printf("NULL\n");
}
//申请一个新节点
SLTNode* SLTBuyNode(SLTDataType x)
{
SLTNode* newnode = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));
newnode->data = x;
newnode->next = NULL;
return newnode;
}
//链表的插入
//尾插
void SLTPushBack(SLTNode** pphead, SLTDataType x)
{
assert(pphead);
//申请一个新节点
SLTNode* newnode = SLTBuyNode(x);
//链表为空，新节点作为头
if (*pphead == NULL)
{
*pphead = newnode;
return;
}
//链表不为空，找尾节点
SLTNode* ptail = *pphead;
while (ptail->next)
{
ptail = ptail->next;
}
//找到尾节点了
ptail->next = newnode;
}
//头插
void SLTPushFront(SLTNode** pphead, SLTDataType x)
{
assert(pphead);
//申请一个新节点
SLTNode* newnode = SLTBuyNode(x);
//链表为不为空，操作都一样
//斩断第一个连接，再把新节点接进去
newnode->next = *pphead;
*pphead = newnode;
}
//链表的头删和尾删
//尾删
void SLTPopBack(SLTNode** pphead)
{
assert(pphead);
//链表不能为空
assert(*pphead);
//链表不为空
//链表只有一个节点
if ((*pphead)->next == NULL)
{
free(*pphead);
*pphead = NULL;
return;
}
//链表有多个节点
SLTNode* ptail = *pphead;
SLTNode* prev = NULL;
//找到尾节点
while (ptail->next)
{
prev = ptail;
ptail = ptail->next;
}
prev->next = NULL;
free(ptail);
ptail = NULL;
}
//头删
void SLTPopFront(SLTNode** pphead)
{
assert(pphead);
//链表不能为空
assert(*pphead);
//让第二个节点变成新的头节点
//释放旧的头节点
SLTNode* sec = (*pphead)->next;
free(*pphead);
*pphead = sec;
}
//查找
SLTNode* SLTFind(SLTNode** pphead, SLTDataType x)
{
assert(pphead);
//遍历链表
SLTNode* pcur = *pphead;
while (pcur)
{
if (pcur->data == x)
{
return pcur;
}
pcur = pcur->next;
}
return NULL;
}
//在任意位置插入数据
//在指定位置前插入数据
void SLTInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDataType x)
{
assert(pphead);
assert(pos);
//这里断言*pphead不能为空
//因为指定节点的地址pos不能为空，所以这个链表也不能为空
assert(*pphead);
//当pos是头节点,执行头插
if (pos == *pphead)
{
SLTPushFront(pphead, x);
return;
}
//当pos不是头节点
//申请一个新节点
SLTNode* newnode = SLTBuyNode(x);
SLTNode* prev = *pphead;
while (prev->next != pos)
{
prev = prev->next;
}
prev->next = newnode;
newnode->next = pos;
}
//在指定位置后插入数据
void SLTInsertAfter(SLTNode* pos, SLTDataType x)
{
assert(pos);
//申请一个新节点
SLTNode* newnode = SLTBuyNode(x);
newnode->next = pos->next;
pos->next = newnode;
}
//在任意位置删除节点
//删除pos节点
void SLTErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos)
{
assert(pphead);
assert(pos);
assert(*pphead);
//如果pos指向头节点，执行头删
if (*pphead == pos)
{
SLTPopFront(pphead);
return;
}
SLTNode* prev = *pphead;
while (prev->next != pos)
{
prev = prev->next;
}
prev->next = pos->next;
free(pos);
pos = NULL;
}
//删除pos后面的一个节点
void SLTEraseAfter(SLTNode* pos)
{
assert(pos);
//pos->next不能为空
//就是说pos不能是最后一个节点
assert(pos->next);
SLTNode* del = pos->next;
pos->next = pos->next->next;
free(del);
del = NULL;
}
//销毁链表
void SLTDestory(SLTNode** pphead)
{
assert(pphead);
assert(*pphead);
SLTNode* pcur = *pphead;
SLTNode* next = NULL;
while (pcur)
{
next = pcur->next;
free(pcur);
pcur = next;
}
*pphead = NULL;
}
到了这里，关于数据结构·单链表的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！
