超详细的单链表教程，让你真正秒懂链表！

2023-05-22 19:02:50

单链表：零基础入门指南

什么是单链表？

想象一下一个由火车车厢组成的列车，每个车厢都包含数据和一个指向下一节车厢的箭头。这个比喻就很好地了单链表。它是一种线性数据结构，其中每个元素（称为节点）包含一个数据值和一个指向下一个节点的指针。这种结构允许你将数据按顺序组织起来，就像列车上的车厢一样，轻松地添加、删除和查找数据。

单链表的基本操作

就像火车上的调度员可以执行各种操作一样，单链表也支持一些基本操作：

插入节点： 就像将一节新的车厢添加到列车中，插入节点允许你在链表中添加新元素。
删除节点： 相反，删除节点就像从列车中移除一节车厢，它从链表中移除一个现有的元素。
查找节点： 就像调度员寻找特定的车厢一样，查找节点可以在链表中搜索一个特定元素。
遍历链表： 如同列车经过每节车厢一样，遍历链表允许你访问链表中的所有元素。

单链表的应用场景

单链表就像一种万能工具，在计算机科学的各个领域都有着广泛的应用：

栈和队列： 这些数据结构本质上是基于单链表实现的。
哈希表： 链表可以在哈希表中存储冲突的键值对。
图：图中的顶点和边都可以用单链表来表示。
文件系统： 文件系统中的目录和文件都可以用单链表来组织。

单链表的实现

现在让我们用代码将理论付诸实践！以下是一个用 C 语言实现的单链表示例：

struct Node {
    int data;
    struct Node *next;
};

struct Node *head = NULL; // 头节点，指向链表的第一个节点

// 插入节点
void insert_node(int data) {
    struct Node *new_node = (struct Node *)malloc(sizeof(struct Node));
    new_node->data = data;
    new_node->next = NULL;

    if (head == NULL) {
        head = new_node;
    } else {
        struct Node *current_node = head;
        while (current_node->next != NULL) {
            current_node = current_node->next;
        }
        current_node->next = new_node;
    }
}

// 删除节点
void delete_node(int data) {
    struct Node *current_node = head;
    struct Node *previous_node = NULL;

    while (current_node != NULL) {
        if (current_node->data == data) {
            if (previous_node == NULL) {
                head = current_node->next;
            } else {
                previous_node->next = current_node->next;
            }
            free(current_node);
            break;
        }

        previous_node = current_node;
        current_node = current_node->next;
    }
}

// 查找节点
int find_node(int data) {
    struct Node *current_node = head;

    while (current_node != NULL) {
        if (current_node->data == data) {
            return 1;
        }

        current_node = current_node->next;
    }

    return 0;
}

// 打印链表
void print_list() {
    struct Node *current_node = head;

    while (current_node != NULL) {
        printf("%d ", current_node->data);
        current_node = current_node->next;
    }

    printf("\n");
}

int main() {
    // 创建链表
    insert_node(1);
    insert_node(2);
    insert_node(3);
    insert_node(4);
    insert_node(5);

    // 打印链表
    print_list(); // 输出：1 2 3 4 5

    // 删除节点
    delete_node(3);

    // 再次打印链表
    print_list(); // 输出：1 2 4 5

    // 查找节点
    int found = find_node(4);
    if (found) {
        printf("找到包含数据 4 的节点！\n");
    } else {
        printf("找不到包含数据 4 的节点！\n");
    } // 输出：找到包含数据 4 的节点！

    return 0;
}