如何在 C 语言中实现链表？

C语言

🍅关注博主🎗️ 带你畅游技术世界，不错过每一次成长机会！
📙C 语言百万年薪修炼课程 通俗易懂，深入浅出，匠心打磨，死磕细节，6年迭代，看过的人都说好。

分割线

文章目录

C 语言中链表的实现
一、链表的基本概念
二、单向链表的节点结构
三、创建链表节点
四、向链表中插入节点
- 4.1 头插法
- 4.2 尾插法
五、遍历链表
六、删除链表节点
- 6.1 删除头节点
- 6.2 删除指定节点
七、查找链表节点
八、完整的示例代码

分割线

C 语言中链表的实现

链表是一种常见的数据结构，它由一系列节点组成，每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。在 C 语言中实现链表可以让我们更灵活地管理数据。

一、链表的基本概念

链表中的节点通常由两部分组成：数据部分和指针部分。数据部分用于存储实际的数据，而指针部分用于指向下一个节点。

链表分为单向链表、双向链表和循环链表等类型。在本教程中，我们将重点介绍单向链表。

二、单向链表的节点结构

在 C 语言中，我们可以使用结构体来定义链表节点的结构：

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

在上述代码中，data 字段用于存储节点的数据，next 指针用于指向下一个节点。

三、创建链表节点

要创建一个新的链表节点，可以使用以下函数：

Node* createNode(int data) {Node* newNode = (Node*)malloc(sizeof(Node));if (newNode == NULL) {printf("内存分配失败\n");return NULL;}newNode->data = data;newNode->next = NULL;return newNode;
}

这个函数首先使用 malloc 函数在内存中分配一个新节点所需的空间。如果内存分配失败，返回 NULL 。然后，将传入的数据赋值给节点的数据字段，并将 next 指针初始化为 NULL 。

四、向链表中插入节点

4.1 头插法

头插法是将新节点插入到链表的头部。

void insertAtHead(Node** head, int data) {Node* newNode = createNode(data);newNode->next = *head;*head = newNode;
}

在这个函数中，首先创建一个新节点，然后让新节点的 next 指针指向当前的头节点，最后更新头节点指针，使其指向新节点。

4.2 尾插法

尾插法是将新节点插入到链表的尾部。

void insertAtTail(Node** head, int data) {Node* newNode = createNode(data);if (*head == NULL) {*head = newNode;return;}Node* curr = *head;while (curr->next!= NULL) {curr = curr->next;}curr->next = newNode;
}

这个函数首先创建一个新节点。如果链表为空，直接将新节点作为头节点。否则，遍历链表找到尾节点，然后将新节点连接到尾节点的后面。

五、遍历链表

遍历链表用于访问链表中的每个节点并处理其数据。

void traverseList(Node* head) {Node* curr = head;while (curr!= NULL) {printf("%d ", curr->data);curr = curr->next;}printf("\n");
}

在这个函数中，从链表的头节点开始，依次访问每个节点并打印其数据，直到遇到 NULL 指针，表示链表结束。

六、删除链表节点

6.1 删除头节点

void deleteHead(Node** head) {if (*head == NULL) {printf("链表为空，无法删除头节点\n");return;}Node* temp = *head;*head = (*head)->next;free(temp);
}

这个函数首先检查链表是否为空。如果不为空，保存头节点的指针，更新头节点指针指向下一个节点，然后释放原来头节点所占用的内存。

6.2 删除指定节点

void deleteNode(Node** head, int data) {Node* curr = *head;Node* prev = NULL;if (curr!= NULL && curr->data == data) {*head = curr->next;free(curr);return;}while (curr!= NULL && curr->data!= data) {prev = curr;curr = curr->next;}if (curr == NULL) {printf("未找到要删除的节点\n");return;}prev->next = curr->next;free(curr);
}

这个函数用于删除指定数据的节点。首先处理头节点，如果头节点的数据就是要删除的数据，更新头节点指针并释放头节点内存。然后遍历链表，找到要删除的节点，更新前一个节点的 next 指针，使其跳过要删除的节点，最后释放要删除节点的内存。

七、查找链表节点

Node* searchNode(Node* head, int data) {Node* curr = head;while (curr!= NULL) {if (curr->data == data) {return curr;}curr = curr->next;}return NULL;
}

这个函数从链表的头节点开始遍历，直到找到数据匹配的节点并返回其指针，如果未找到则返回 NULL 。

八、完整的示例代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>typedef struct Node {int data;struct Node* next;
} Node;// 创建节点
Node* createNode(int data) {Node* newNode = (Node*)malloc(sizeof(Node));if (newNode == NULL) {printf("内存分配失败\n");return NULL;}newNode->data = data;newNode->next = NULL;return newNode;
}// 头插法
void insertAtHead(Node** head, int data) {Node* newNode = createNode(data);newNode->next = *head;*head = newNode;
}// 尾插法
void insertAtTail(Node** head, int data) {Node* newNode = createNode(data);if (*head == NULL) {*head = newNode;return;}Node* curr = *head;while (curr->next!= NULL) {curr = curr->next;}curr->next = newNode;
}// 遍历链表
void traverseList(Node* head) {Node* curr = head;while (curr!= NULL) {printf("%d ", curr->data);curr = curr->next;}printf("\n");
}// 删除头节点
void deleteHead(Node** head) {if (*head == NULL) {printf("链表为空，无法删除头节点\n");return;}Node* temp = *head;*head = (*head)->next;free(temp);
}// 删除指定节点
void deleteNode(Node** head, int data) {Node* curr = *head;Node* prev = NULL;if (curr!= NULL && curr->data == data) {*head = curr->next;free(curr);return;}while (curr!= NULL && curr->data!= data) {prev = curr;curr = curr->next;}if (curr == NULL) {printf("未找到要删除的节点\n");return;}prev->next = curr->next;free(curr);
}// 查找节点
Node* searchNode(Node* head, int data) {Node* curr = head;while (curr!= NULL) {if (curr->data == data) {return curr;}curr = curr->next;}return NULL;
}int main() {Node* head = NULL;insertAtTail(&head, 10);insertAtTail(&head, 20);insertAtTail(&head, 30);insertAtHead(&head, 5);printf("链表元素: ");traverseList(head);Node* foundNode = searchNode(head, 20);if (foundNode!= NULL) {printf("找到节点: %d\n", foundNode->data);} else {printf("未找到节点\n");}deleteNode(&head, 20);printf("删除节点 20 后链表元素: ");traverseList(head);deleteHead(&head);printf("删除头节点后链表元素: ");traverseList(head);return 0;
}