单向链表创建
链表是动态分配存储空间的链式存储结构。
其包括一个“头指针”变量，其中第0个结点称为整个链表的头结点，头结点中存放一个地址，该地址指向一个元素，头结点一般不存放具体数据，只是存放第一个结点的地址。
链表中每一个元素称为“结点”，每个结点都由两部分组成：存放数据元素的数据域和存储直接后继存储位置的指针域。指针域中存储的即是链表的下一个结点存储位置，是一个指针。多个结点链接成一个链表。
最后一个结点的指针域设置为空(NULL)，作为链表的结束标志，表示它没有后继结点。
使用结构体变量作为链表中的结点，因为结构体变量成员可以是数值类型，字符类型，数组类型，也可以是指针类型，这样就可以使用指针类型成员来存放下一个结点的地址，使其它类型成员存放数据信息。
当一个序列中只含有指向它的后继结点的链接时，就称该链表为单链表。
单链表的示意图如下：
Head指针为单链表的头指针，单链表L：L既是单链表的名字，也是其头指针。链表中的最后一个结点的指针域定义为空指针(NULL)。
在创建列表时要动态为链表分配空间，C语言的库函数提供了几种函数实现动态开辟存储单元。
malloc()函数实现动态开辟存储单元：
malloc函数原型为：void *malloc(unsigned int size);
其作用是在内存的动态存储区中分配一个长度为size的连续空间，函数返回值是一个指向分配域起始地址的指针（类型为void）。如果分配空间失败（如，内存空间不足），则返回空间指针（NULL）
1.单链表的初始化，即建立一个空链表。
//不带头结点的单链表的初始化 void LinkedListInit1(LinkedList L) { L=NULL; } //带头结点的单链表的初始化 void LinkedListInit2(LinkedList L) { L=(LNode *)malloc(sizeof(LNode)); if(L==NULL) { printf("申请空间失败！"); exit(0); } L->next=NULL; }
2.单链表的求表长操作
单链表的求表长操作需要设定当前指针p和一个计数器j，初始时p指向链表中的第一个结点，p每向下移动一个结点时，j就加1，直到到达p链表的尾部。带头结点的链表，链表长度不包括头结点。
//带头结点的单链表求表长 int LinkedListLength(LinkedList L) { LNode *p; //p需要声明为LNode类型 p=L->next; int j=0; while(p!=NULL) { j++; p=p->next; //将p向下移动一个结点 } return j; }
3.单链表获取第i个结点元素的操作
设定p为当前结点，初始时p指向链表的第一个结点，然后向下移动i，此时p所指向的元素就是需要查找的第i个结点元素。
//带头结点的单链表取元素操作 LinkedList LinkedListGetINode(LinkedList L, int i) { LNode *p; p=L->next; int j=1; while((p!=NULL)&&(j<i)) { p=p->next; j++; } return p; }
4.单链表的定位操作
查找元素e第一次出现的位置。从链表的第一个结点开始，判断当前结点的值是否等于e，等于则返回该结点的指针，否则继续向后查找，直至到达链表的最后。
//带头结点的单链表定位操作 LNode LinkedListLocateE(LinkedList L, ElemType e) { LNode *p; p=L->next; while((p!=NULL)&&(p->data!=e)) { p=p->next; } return p; }
5.单链表的插入操作
在结点p之前插入一个新的结点q:对于不带头结点的单链表，结点p的位置有所不同，插入操作有以下两种情况：
1)在链表的表头插入：
(1)创建一个新的结点q。
(2)将此结点的数据域赋值为e，并将它的next指针指向第一个结点，即L。
(3)将L修改为指向新的结点q。
操作示意图如下：
2)在链表的中间插入
(1)创建一个新的结点q。
(2)将此结点的数据域赋值为e，并将它的next指针指向p。
(3)查找到p的前驱结点pre。
(4)将pre的next指针指向新创建的结点q。
操作示意图如下：
//不带头结点的单链表的插入操作 void LinkedListInertQE1(LinkedList L, LinkedList p, ElemType e) { q=(LNode *)malloc(sizeof(LNode)); //创建一个新的结点q if(q==NULL) { printf("申请空间失败！"); exit(0); } q->data=e; if(p==L) //在表头插入 { q->next=L; L=q; } else //在表的中间进行插入 { pre=L; while((pre!=NULL)&&(pre->next!=p)) //寻找p的前驱 pre=pre->next; q->next=pre->next; pre->next=q; } } //带头结点的单链表的插入操作 void LinkedListInertQE2(LinkedList L, LinkedList p, ElemType e) { q=(LNode *)malloc(sizeof(LNode)); //创建一个新的结点q if(q==NULL) { printf("申请空间失败！"); exit(0); } q->data=e; //插入新的结点 pre=L; while((pre!=NULL)&&(pre->next!=p)) //寻找p的前驱 pre=pre->next; q->next=pre->next; pre->next=q; }
6.单链表的删除操作
删除链表中的某个元素e，如果e在链表中出现不止一次，将删除第一次出现的e，否则什么也不做。 用p找到元素e所在的结点：
1)p是链表中的第一个结点
(1)将L指向p->next。
(2)释放p。
示意图如下：
2)p是链表中的其他结点
(1)找到p的前驱结点pre。
(2)将pre->next指向p->next。
(3)释放p。
示意图如下：
//不带头结点的单链表的删除操作 void LinkedListDeleteQE1(LinkedList L, LinkedList p, ElemType e) { pre=L; while((pre!=NULL)&&(pre->next->data!=e)) //查找元素e的前驱 pre=pre->next; p=pre->next; if(p!=NULL) //找到需要删除的结点 { if(p==L) //删除的是第一个结点 L=p->next; else //删除的是其他结点 pre->next=p->next; free(p); } } //带头结点的单链表的删除操作 void LinkedListDeleteQE2(LinkedList L, LinkedList p, ElemType e) { pre=L; while((pre!=NULL)&&(pre->next->data!=e)) //查找元素e的前驱 pre=pre->next; p=pre->next; if(p!=NULL) //找到需要删除的结点 { pre->next=p->next; free(p); } }
7.单链表的创建操作
单链表的创建方法有两种：头插法和尾插法。
头插法是将新增结点插入第一个结点之前，示意图如下：
尾插法是将新增结点插入最后一个结点之后，示意图如下：
//用头插法创建带头结点的单链表 void LinkedListCreateHeadL(LinkedList L, ElemType a[n]) { L=(LNode *)malloc(sizeof(LNode)); if(L==NULL) { printf("申请空间失败！"); exit(0); } L->next=NULL; for(i=0; i<n; i++) { p=(LNode *)malloc(sizeof(LNode)); if(p==NULL) { printf("申请空间失败！"); exit(0); } p->data=a[i]; p->next=L->next; L->next=p; } } //用尾插法创建带头结点的单链表 void LinkedListCreateTailL(LinkedList L, ElemType a[n]) { L=(LNode *)malloc(sizeof(LNode)); if(L==NULL) { printf("申请空间失败！"); exit(0); } L->next=NULL; tail=L; //设置尾指针，方便插入 for(j=0; j<n; j++) { p=(LNode *)malloc(sizeof(LNode)); if(p==NULL) { printf("申请空间失败！"); exit(0); } p->data=a[j]; p->next=NULL; tail->next=p; tail=p; } }
8.单链表的合并操作
首先设置3个指针pa、pb、pc, pa和pb分别指向链表La与Lb的当前待比较插入结点，pc指向链表Lc的最后一个结点。当pa->data≤pb->data时，将pa所指的结点插入到pc后面，否则就将pb所指的结点插入到pc后面。最后，当有一个表合并完，将另一个表剩余的结点全插入到pc。
//带头结点的单链表合并操作 void LinkedListMergeLaLb(LinkedList La, LinkedList Lb, LinkedList Lc) { pa=La->next; pb=Lb->next; Lc=La; //借用表La的头结点作为表Lc的头结点 pc=Lc; while((pa!=NULL)&&(pb!=NULL)) { if(pa->data<=pb->data) { pc->next=pa; pc=pa; pa=pa->next; } else { pc->next=pb; pc=pb; pb=pb->next; } } if(pa!=NULL) pc=pa->next; else pc=pb->next; free(pb); //将Lb的表头结点释放 }
代码如下：
/*-----------------------------------------------------------------------------
时间:2011年9月28日
文件功能:实现了动态建立一个学生信息的链表包括链表的
创建、插入、删除、和打印输出学生信息包括姓名和分数
本链表是带有头结点的，头结点的内容为空内容
-----------------------------------------------------------------------------*/
#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<malloc.h> #include<string.h> /*-------------------------结构体定义部分------------------------------*/ struct Node { char name[10]; int score; struct Node *next; }; typedef struct Node ListNode; /*----------------------------函数声明部分------------------------------*/ /*---------------------------函数实现部分-------------------------------*/ /*-----------------------------创建链表---------------------------------*/ /*在链表的末端插入新的节点，建立链表*/ ListNode *CreateList(int n) { ListNode *head;//指向头结点指针 ListNode *p,*pre; int i; head=(ListNode *)malloc(sizeof(ListNode));//为头节点分配内存空间 head->next=NULL;//将头结点的指针域清空 pre=head;//先将头结点首地址赋给中间变量pre for(i=1;i<=n;i++)//通过for循环不断加入新的结点 { printf("input name of the %d student:",i);//打印出第几个人的名字 p=(ListNode *)malloc(sizeof(ListNode));//为要插入的节点分配 //内存空间p指向新插入结点的首地址 scanf("%s",&p->name);//输入姓名 printf("input score of the %d student:",i); scanf("%d",&p->score);//输入分数 pre->next=p;//将p指向新结点插入链表也就是头结点指针域指向 //下个结点 //第一个结点就是p指向的，因为头结点内容为空 pre=p;//这个起着指向下一个结点的作用 } p->next=NULL;//最后将最后一个结点的指针域清空了 return head;//返回这个链表的首地址 } /*-------------------------输出链表-----------------------------------*/ void PrintList(ListNode *h) { ListNode *p; p=h->next; while(p) { printf("%s,%d",p->name,p->score); p=p->next; printf(" "); } } /*----------------------插入链表结点--------------------------*/ /*-------------------------------------------------------------------- 函数名称:InsertList(ListNode *h,int i,char name[],int e,int n) 函数功能:插入链表结点 入口参数: h: 头结点地址 i:插入到第几个结点 name:插入 结点的姓名 e:插入结点的分数 n: 链表中结点的个数 除下头结点外的个数 出口参数: --------------------------------------------------------------------*/ void InsertList(ListNode *h,int i,char name[],int e,int n) { ListNode *q,*p;//先定义2个指向一个结点的指针 int j; if(i<1 || i>n+1) printf("Error! Please input again. "); else { j=0; p=h;//将指针p指向要链表的头结点 while(j<i-1) { p=p->next; j++; } q=(ListNode *)malloc(sizeof(ListNode));/*为要插入的 结点分配内存空间*/ //----赋值操作--------- strcpy(q->name,name); //将名字拷到要插入的节点内 q->score=e; //将要插入的节点中分数赋值 //调整指针域 q->next = p->next; /*这个是将新插入的结点指针域指向 上一个结点指针域指向的结点地址即为p->next*/ p->next=q;/*将要插入结点位置前面的结点指针域 指向现在插入的结点首地址*/ } } /*-------------------------------------------------------------------- 函数名称:DeleteList(ListNode *h, int i, int n) 函数功能:删除链表结点 入口参数: h: 头结点地址 i:要删除的结点所在位置 n: 链表中结点的个数除下头结点外的个数 出口参数: --------------------------------------------------------------------*/ void DeleteList(ListNode *h, int i, int n) { ListNode *p,*q;//首先定义2个指向结点型结构体的指针 int j; char name[10]; int score; if(i<1 || i>n)//如果位置超出了1和n的范围的话则打印出错误信息 printf("Error! Please input again. "); else//没有超出除头结点外的1到n 的范围的话那么执行删除操作 { j=0; p=h;//将指针指向链表的头结点首地址 while(j<i-1) { p=p->next; j++; } q=p->next; /*q指向要删除的位置之前的那个结点指针域指向的 地址q指向的结点就是要删除的结点*/ p->next=q->next;/*这个就是将要删除的结点的前面那个结点 的指针域指向要删除的结点指针域中存放的下个结点的 首地址从而实现了删除第i个结点的作用*/ strcpy(name,q->name); score=q->score; free(q);//释放q指向的结点 printf("name=%s,score=%d ",name,score); } } /*--------------------------主函数-------------------------------*/ void main() { ListNode *h;//h指向结构体NODE int i = 1, n, score; char name [10]; while ( i ) { /*输入提示信息*/ printf("1--建立新的链表 "); printf("2--添加元素 "); printf("3--删除元素 "); printf("4--输出当前表中的元素 "); printf("0--退出 "); scanf("%d",&i); switch(i) { case 1: printf("n="); /*输入创建链表结点的个数*/ scanf("%d",&n); h=CreateList(n);/*创建链表*/ printf("list elements is : "); PrintList(h); break; case 2: printf("input the position. of insert element:"); scanf("%d",&i); printf("input name of the student:"); scanf("%s",name); printf("input score of the student:"); scanf("%d",&score); InsertList(h,i,name,score,n); printf("list elements is: "); PrintList(h); break; case 3: printf("input the position of delete element:"); scanf("%d",&i); DeleteList(h,i,name,score,n); printf("list elements in : "); PrintList(h); break; case 4: printf("list element is : "); PrintList(h); break; case 0: return; break; default: printf("ERROR!Try again! "); } } }