初阶数据结构【3】--单链表（比顺序表还好的一种数据结构！！！）

本章概述

前情回顾
单链表
实现单链表
彩蛋时刻！！！

前情回顾

咱们在上一章博客点击：《顺序表》的末尾，提出了一个问题，讲出了顺序表的缺点——有点浪费空间。所以，为了解决这个问题，我们今天就要讲解链表，咱们在讲结构体的时候有提到过链表，链表的最大优点——一点空间也不浪费，用多少就开辟多少。在这里插入图片描述

单链表

概念：一种在逻辑上成线性结构，在物理空间上不一定成线性结构的数据结构。因为链表是线性表的一种，所以在逻辑上成线性结构（从“ 链 ”字上就能猜到，在逻辑上成线性结构）。我们链表的开辟用的内存函数是malloc。知识点忘记的同学自行回顾：点击：《动态内存管理》。因为内存开辟是随机的，所以我们也不知道它会在内存的那一块区域开辟空间，这就导致开辟的空间可能是连续的，也可能不是连续的。所以，在物理空间上不一定成线性结构。
节点：每一个个独立，而且还能存放数据的空间被称为节点。数据结构是用来存储数据的，链表自然也是来存储数据的。存储数据就需要有空间，自然有malloc来给我们开辟空间。万事俱备，只欠东风！可是有想过一个问题吗？——malloc开辟的空间东一块，西一块的。它不像realloc那样开辟的连续空间（我们可以挨着挨着找到空间），它的空间是散乱的，不连续的。那么，我们该怎样进行数据的存储，而且还能找到一个一个的数据呢？我们可以在这个节点内部划分两部分，一部分用来存储我们想要存储的数据，另一部分部分用来存储下一个节点的地址（因为我们的节点空间是用nalloc开辟的，所以每个节点自然就有个地址）。这就需要用到结构体了，进行链表的结构展示：

typedef int SLDatatype ;
typedef struct  Sqlist
{SLDatatype data;	//存放数据，这里假设存放整型类型struct Sqlist* next;   //存放下一个节点的地址
}SLND;		  //定义节点类型

这样我们就能通过地址找到下一个节点了，以此类推，我们就能顺次找到各个节点，找到数据了。如图所示：在这里插入图片描述
当我们不想再存储数据时，要给最后一个节点的next指针赋值NULL（下一个节点为NULL，就相当于没有下一个节点），就表示到此结束了。

链表的性质：
- 1、链式机构在逻辑上是连续的，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，可能不连续。
链表的打印：我们讲过了节点的存储结构了，我们可以通过next指针，找到下一个节点，然后就能打印我们想要的数据了。
直观体验链表：我们先给大家直观感受一下链表，让大家有个感觉，我们就按照上面的结构图进行展示：

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS	1
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
typedef int SLDatatype;
typedef struct Sqlist
{SLDatatype data;struct Sqlist* next;
}SLND;void my_printf(SLND* ps)
{assert(ps);while (ps){printf("%d->", ps->data);ps = ps->next;}printf("NULL");
}
void test()
{SLND* plist=NULL;  //创立一个带头指针，用来牵引后面的链表，就像火车头一样SLND* node1 = (SLND*)malloc(sizeof(SLND));   //创立3个节点SLND* node2 = (SLND*)malloc(sizeof(SLND));SLND* node3 = (SLND*)malloc(sizeof(SLND));node1->data = 1;  //分别对3个节点·进行·数据的存储node2->data = 2;node3->data = 3;node1->next = node2;  //每个节点的next的指针指向下一个节点的地址node2->next = node3;node3->next = NULL;plist = node1;my_printf(plist);
}
int main()
{test();return 0;
}

结果运行图：在这里插入图片描述
我们的指针plist就是个牵引的作用，就像高铁一样，没有高铁头车厢照样能跑，就是不美观，没有它也可以正常访问链表。有了它就是逻辑上和美观上要舒服很多。如图所示：

实现单链表

和顺序表一样，我们也是创建3个文件: Sqlist .h ， Sqlist.c和test .c文件。具体的原因个顺序表一样的。接下来我直接给大家展示代码，我会在注释中详细讲解的。

Sqlist.h:

#pragma once
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
typedef int SListDatatype;
typedef struct SListNode
{SListDatatype data;struct SListNode* next;
}SLND;SLND* SListFind(SLND* phead, SListDatatype x);//找对应的节点
SLND* SLTButnode(SListDatatype x);//申请新的节点
void my_printf(SLND* phead); //·打印链表信息void SListpushback(SLND** pphead, SListDatatype x); //尾插
void SListpopback(SLND** pphead);//尾删void SListpushFront(SLND** pphead, SListDatatype x); //头插
void SListpopFront(SLND** pphead);//头删void SListrdFrontpush(SLND** pphead, SLND* find, SListDatatype x);//在任意节点之前插入数据
void SListrdBackpush(SLND* find, SListDatatype x);//在任意节点之后插入数据void SListposePop(SLND* phead, SLND* pose); //删除指定节点
void SListDestry(SLND** pphead); //销毁链表

Sqlist.c:

#include "SList.h"
//打印链表信息
void my_printf(SLND* phead)   //打印信息，便于我们看信息的输出
{SLND* pcur = phead;while (pcur){printf("%d-> ",pcur->data);pcur = pcur->next;}printf("NULL\n"); //第N+1个为空====没有链表
}
SLND * SLTButnode(SListDatatype x)	//申请新空间，返回新空间地址，便于咱们找到新空间插入数据
{SLND* newnode = (SLND*)malloc(sizeof(SLND));if (newnode == NULL){perror("malloc fail!");exit(1);		//若开辟失败就直接退出程序，也可以写成 return 1;}else{newnode->data = x;  	//走到这里就开辟成功，进行初始化newnode->next = NULL;}return newnode;
}
void SListpushback(SLND** pphead, SListDatatype x) //尾插数据
{assert(pphead);  //检查传递的指针是否为空指针SLND* newnode = SLTButnode(x);if (*pphead==NULL)  {*pphead = newnode;	//如果起始没有节点，先创立个节点}else{SLND* ptail = *pphead;while (ptail->next)      //遍历节点，找到最后一个节点的next为空的情况，跳出循环{ptail = ptail->next;  }ptail->next = newnode;  //走到这里说明找到了最后一个节点，在此之后插入新的节点}
}
void SListpopback(SLND** pphead) //尾删数据
{assert(pphead&&*pphead);  //检查传递的指针是否为空指针   SLND* ptail = *pphead;  //我们把起始节点的地址给ptail，用ptail进行遍历数据，去寻找最后的尾节点SLND* prev = NULL;   //prev是用来记录尾节点前一个节点，不记录的话，就会随着我们删除最后一个节点而丢失信息while (ptail->next){prev = ptail;ptail = ptail->next;}prev->next = NULL;free(ptail);  //找到最后一个节点，进行空间释放ptail = NULL;  //释放后要置空，防止产生野指针
}
void SListpushFront(SLND**pphead,SListDatatype x) //头插数据
{assert(pphead);  //判断传递的地址是否为空指针SLND* newnode = SLTButnode(x);newnode->next = *pphead;*pphead = newnode;
}
void SListpopFront(SLND**pphead)//头删
{assert(pphead&&*pphead);	//判断传递的地址是否为空指针SLND*next = (*pphead)->next;free(*pphead);  //释放头节点*pphead = next;  //释放头节点后，要使得plist指向第二个节点
}
SLND* SListFind(SLND*phead,SListDatatype x) //找对应的节点
{assert(phead); 	//判断传递的地址是否为空指针while (phead){if (phead->data == x)return phead;    //找到目标节点，就返回目标节点的地址phead = phead->next;}return NULL;  //没找到就返回空指针
}
void SListrdFrontpush(SLND**pphead,SLND*find,SListDatatype x)//在任意节点之前插入数据
{assert(pphead&&*pphead);		//判断传递的地址是否为空指针if (*pphead == find)    //任意位置刚好是头节点时，相当于头插数据SListpushFront(pphead, x); //头插数据else {SLND*newnode= SLTButnode(x);//申请新的节点SLND* prev = NULL;SLND* ptail = *pphead;while (ptail!= find){prev = ptail;ptail = ptail->next;}prev->next = newnode;  //指定位置之前的节点的next指针指向要插入的新节点newnode->next = ptail;		//这个新节点的next指针指向下一个节点}
}
void SListrdBackpush( SLND* find, SListDatatype x)//在任意节点之后插入数据
{assert(find);		//判断传递的地址是否为空指针SLND* newnode = SLTButnode(x);newnode->next = find->next;  //新节点的next指针指向下一个节点find->next = newnode;		//新节点之前的节点next指针指向这个新节点
}
void SListposePop(SLND**pphead, SLND* pose) //删除指定节点
{assert(*pphead&&pose);		//判断传递的地址是否为空指针if(pose==*pphead)		//当删除的节点是头节点时，就相当于头删SListpopFront(pphead);//头删else{SLND* prev = NULL;	SLND* ptail = *pphead;while (ptail != pose)		//遍历节点，找到目标节点{prev = ptail;ptail = ptail->next;}SLND* next = ptail->next;	prev->next = next;free(ptail);  //删除指定的节点ptail = NULL;    //置空指针，防止发生野指针}
}//链表的销毁和顺序表不一样
void SListDestry(SLND**pphead) //链表的销毁不像顺序表那样直接释放内存就欧克，因为每个
{							//节点都是独立的，所以我们需要去遍历每个节点去销毁assert(*pphead);		//判断传递的地址是否为空指针SLND* prev = NULL;SLND* ptail = *pphead;while (ptail->next) //一直遍历到最后一个节点才结束{prev = ptail;ptail = ptail->next;free(prev); //每遍历一个节点就释放prev = NULL;  //置空指针防止产生野指针}ptail = NULL;		//置空指针防止产生野指针*pphead = NULL;	//置空指针防止产生野指针
}

test.h

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS	1
#include "SList.h"
void test()
{		//这里给大家演示一下尾插数据，其它功能大家可以自行尝试一下SLND* plist = NULL;SListpushback(&plist,1);//尾插SListpushback(&plist,2);//尾插SListpushback(&plist,3);//尾插SListpushback(&plist,4);//尾插my_printf(plist);
}int main()
{test();return 0;
}