不带头结点的单链表C语言实现

/****************************************************/  3 File name：no_head_link.c
Author：SimonKly   Version:0.1    Date: 2017.5.20
Description：不带头节点的单链表
Funcion List: 
*****************************************************/

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

typedef struct node
{
    int id;
    struct node * next;
}* Link, Node;

/*创建链表*/
void create_link(Link * head)
{
    *head = NULL;//空链表
}

/*头插*/
void insert_node_head(Link * head, Link new_node)
{
    new_node->next = *head;
    *head = new_node;
}

#if 1
/*尾插*/
void insert_node_tail(Link * head, Link new_node)
{
    Link p = NULL;

    if (*head == NULL)
    {
        *head =new_node;
        new_node->next = NULL;
        return ;
    }
    else
    {
        p = *head;
        while (p->next != NULL)
        {
            p = p->next;
        }
        p->next = new_node;
        new_node->next = NULL;
    }
}
#endif

/*输出链表*/
void display_link(Link head)
{
    Link p = NULL;

    p = head;

    if(p == NULL)
    {
        printf("link is empty!\n");
        return ;
    }

    while (p != NULL)
    {
        printf("id = %d\n", p->id);
        p = p->next;
    }

    putchar(10);
}

/*检查malloc是否分配成功*/
void is_malloc_ok(Link new_node)
{
    if (new_node == NULL)
    {
        printf("malloc error!\n");
        exit(-1);
    }
}

/*创建节点*/
void create_node(Link * new_node)
{
    *new_node = (Link)malloc(sizeof(Node));

    is_malloc_ok(*new_node);
}

/*释放节点*/
void realse_node(Link * head)
{
    Link p = NULL;

    p = *head;
    while (*head != NULL)
    {
        *head = (*head)->next;//head移动
        free(p);//释放head之前的节点
        p = *head;
    }
}


/*中间插入节点*/
void insert_node_mid(Link * head, Link new_node, int loc)
{
    int i;
    Link p = NULL;

    p = *head;

    for(i = 1; i < loc; i++)
    {
        p = p->next;
    }

    new_node->next = p->next;
    p->next = new_node;
}

/*中间插入，前面*/
void insert_node_mid_front(Link * head, Link new_node)
{
    Link p = NULL, q = NULL;

    p = q = *head;

    if (*head == NULL)
    {
        printf("link is empty\n");
        return ;
    }

    while (p != NULL && p->id != new_node->id)
    {
        q = p;
        p = p->next;
    }
    
    if (p == NULL)
    {
        printf("No such node in link!\n");
        free(new_node);
        return ;
    }
    if (p->id == (*head)->id)
    {
        new_node->next = *head;
        *head = new_node;
    }
    else
    {
        q->next = new_node;
        new_node->next = p;
    }
}
#if 1
/*删除节点*/
void delete_node(Link * head, int data)
{
    Link p = NULL, q = NULL;

    q = p = *head;

    if (p == NULL)//链表为空的时候
    {
        printf("link is empty!\n");
        return ;
    }
    else//链表不为空的时候
    {
        while (p != NULL && p->id != data)//寻找节点
        {
            q = p;
            p = p->next;
        }

        if ((*head)->id == data)//删除节点为头节点时
        {
            *head = (*head)->next;
            free(p);//free(q);
        }
        else//删除节点不为头节点，尾节点不用考虑
        {
            q->next = p->next;
            free(p);
        }
    }
}
#endif

#if 0
void delete_node(Link * head, int data)
{
    Link p = NULL, q = NULL;

    q = p = *head;

    if (p == NULL)//链表为空的时候
    {
        printf("link is empty!\n");
        return ;
    }
    else//链表不为空的时候
    {
        while (p != NULL && (p->next)->id != data)//寻找节点
        {
            p = p->next;
        }

        if ((*head)->id == data)//删除节点为头节点时
        {
            *head = (*head)->next;
            free(p);//free(q);
        }
        else//删除节点不为头节点，尾节点不用考虑
        {
            q = p->next;
            p->next = q->next;
            free(q);
        }
    }
}
#endif

/*插入之后依旧有序*/
void insert_node_seq(Link * head, Link new_node)
{
    Link p = NULL, q = NULL;

    p = q = *head;

    if (p == NULL)//链表为空的时候
    {
        *head = new_node;
        new_node->next = NULL;
    }
    else
    {
        while (p != NULL && p->id < new_node->id)//寻找位置
        {
            q = p;
            p = p->next;
        }
        
        if ((*head)->id > new_node->id)//找到的节点为头节点
        {
            new_node->next = *head;
            *head = new_node;
        }
        else
        {
            q->next = new_node;
            new_node->next = p;
        }
    }
}

#if 1
/*插入依旧有序实现方法二*/
void insert_node_seq_1(Link * head, Link new_node)
{
    Link p = NULL;
    Link q = NULL;

    p = q = *head;

    if (p == NULL)//空链表
    {
        *head = new_node;
        new_node->next =NULL;
    }
    else
    {
        while ((p->id < new_node->id) && (p->next != NULL))
        {
            q = p;
            p = p->next;
        }
        
        if ((*head)->next == NULL)//一个节点的时候
        {
            if (p->id > new_node->id)
            {
                new_node->next = *head;
                *head = new_node;
            }
            else
            {
                p->next = new_node;
            }
        }
        else
        {
            if (p->next == NULL)//尾节点
            {
                if (p->id > new_node->id)//插入前
                {
                    q->next = new_node;
                    new_node->next = p;
                }
                else
                {
                    p->next = new_node;
                }
            }
            else//不是尾节点
            {
                if((*head)->id > new_node->id)//头节点
                {
                    new_node->next = *head;
                    *head = new_node;
                }
                else//中间插入时
                {
                    q->next = new_node;
                    new_node->next = p;
                }
            }
        }/*end of if()*/
    }/*end of if (p == NULL)*/
}
#endif

int main()
{
    Link head = NULL;//防止出现野指针
    Link new_node = NULL;//防止出现野指针
    int i;
    int data;

    create_link(&head);//创建链表

    for (i = 0; i < 10; i++)//值域赋值，并插入新节点
    {
    //    new_node = (Link)malloc(sizeof(Node));//创建新节点
        create_node(&new_node);
    //    new_node->id = i + 1;//赋值
    //    insert_node_head(&head, new_node);//插入节点，头插
    //    insert_node_tail(&head, new_node);//插入节点，尾插
    
        printf("please input node value:\n");
        scanf("%d", &new_node->id);
        insert_node_seq(&head, new_node);
//        insert_node_seq_1(&head, new_node);
        display_link(head);//输出节点的值域
    }

    display_link(head);//输出节点的值域

#if 0
    create_node(&new_node);
    new_node->id = i + 1;
    insert_node_mid(&head, new_node, 3);//指定位置插入，中间插入
    putchar(10);
    display_link(head);//输出节点的值域

#if 0
    create_node(&new_node);
    scanf("%d", &new_node->id);
    insert_node_mid_front(&head, new_node);
    display_link(head);//输出节点的值域
#endif

    scanf("%d", &i);
    delete_node(&head, i);//删除指定节点
    display_link(head);

#if 0

    create_node(&new_node);
    scanf("%d", &new_node->id);
    insert_node_seq(&head, new_node);//有序插入指定元素
    display_link(head);
#endif
#endif
    realse_node(&head);//释放节点

    display_link(head);//输出节点的值域
    return 0;
}

由于链式数据结构中有指针的各种指向问题，所以在纸上画图是比较容易理解。

其中在对头指针（注意是头指针，不是头节点，两个不是一个概念，头指针是整个链表的操作的基础，链表存在的象征，头指针是整个“链表公司”的一把手，头头结点是链表中的第一个元素）的操作，除了在插入，删除和销毁中头指针的指向发生改变，需要直接对头指针head操作外，其他方法都不要对头指针进行操作，以免丢失整个链表。

在对链表中的增加时，需要考虑链表中开始存在的元老级的“人物”，所以我们不能随便就对它们变换“岗位”，我得先找到”接班人“之后再对这些元老级的岗位进行调整。

在对链表中的节点进行删除时，也需要首先考虑这些元老级的“人物”，毕竟人家没有功劳也有苦劳，我们得代理好它走后它的”上级“和他的”下级“沟通交流的问题。

代码中的一些条件编译和注释是未完成一些功能的另一种方法。

在销毁整个链表时，相当于整个链表公司破产，作为公司一把手的head，依次需要对手下任劳任怨的员工进行思想工作。当整个公司没有员工时，一把手也什么都没有了即NULL。

代码中的功能函数包括：

1.创建链表

2.创建节点

3.插入节点------------头插，尾插以及插入即有序，指定位置插入的方法，根据需要选择合适的方法

　　头插：实现链式栈

　　尾插：实现链式队列

4.删除节点

5.销毁整个链

6.判断malloc函数是否执行成功

7.输出链