单链表详解：轻松掌握链表知识，揭开数据结构的神秘面纱

后端

2023-08-12 19:55:57

单链表：深入剖析数据结构中的基本功

简介

在计算机科学的广袤领域中，数据结构是一门至关重要的学科。单链表作为一种经典的数据结构，以其简洁、高效的特点成为程序员的必备技能。本文将带你踏上单链表的探索之旅，揭开它神秘的面纱，并展示其在现实中的应用。

单链表的剖析

单链表是一种由节点构成的线性结构。每个节点包含两个部分：数据域和指针域。数据域存储数据，而指针域指向下一个节点的地址。节点按照特定的顺序连接，形成一条链表。

单链表的特点

线性结构： 单链表中的节点按严格的顺序排列，每个节点只有一个后继节点和一个前驱节点。
动态内存分配： 单链表的节点可以在运行时动态分配，允许根据需要灵活地扩展或缩小链表。
易于插入和删除： 单链表中的插入和删除操作简单快捷，只需修改指针即可，无需移动大量数据。

C 语言中的单链表实现

为了更好地理解单链表，我们用 C 语言来实现它。以下代码创建一个单链表：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

// 定义节点结构体
typedef struct node {
    int data;
    struct node *next;
} node;

// 创建链表头节点
node *head = NULL;

// 插入节点
void insert_node(int data) {
    // 创建新节点
    node *new_node = (node *)malloc(sizeof(node));
    new_node->data = data;
    new_node->next = NULL;

    // 如果链表为空，将新节点设置为头节点
    if (head == NULL) {
        head = new_node;
        return;
    }

    // 找到链表的尾节点
    node *current_node = head;
    while (current_node->next != NULL) {
        current_node = current_node->next;
    }

    // 将新节点插入到尾节点之后
    current_node->next = new_node;
}

// 删除节点
void delete_node(int data) {
    // 如果链表为空，直接返回
    if (head == NULL) {
        return;
    }

    // 如果要删除的节点是头节点
    if (head->data == data) {
        head = head->next;
        free(head);
        return;
    }

    // 找到要删除的节点的前一个节点
    node *previous_node = head;
    while (previous_node->next != NULL && previous_node->next->data != data) {
        previous_node = previous_node->next;
    }

    // 如果没有找到要删除的节点，直接返回
    if (previous_node->next == NULL) {
        return;
    }

    // 将要删除的节点从链表中移除
    node *current_node = previous_node->next;
    previous_node->next = current_node->next;
    free(current_node);
}

// 打印链表
void print_list() {
    // 如果链表为空，直接返回
    if (head == NULL) {
        return;
    }

    // 遍历链表并打印每个节点的数据
    node *current_node = head;
    while (current_node != NULL) {
        printf("%d ", current_node->data);
        current_node = current_node->next;
    }

    printf("\n");
}