无头结点的单链表（C语言）

1.单链表：

　　在顺序表中，用一组地址连续的存储单元来一次存放线性表的结点，因此结点的逻辑顺序与物理顺序是一致的。但链表却不同，链表是用一组任意的存储单元来存放线性表的结点，这组存储单元可以是连续的，也可以是非连续的，甚至是零散分布在内存的任何位置上。因此，链表中结点的逻辑顺序与物理顺序不一定相同。为了正确表示节点间的逻辑关系，必须在存储线性表的每个数据元素的同时，存储指示其后继结点的地址信息，这两部分信息共同构成了单链表结点的结构，如下图:

结点包括两个域，数据域用来存放结点的值，指针域用来存储数据元素的直接后继的地址（或位置）。线性表正是通过每个结点的指针域将线性表的n个结点按其逻辑顺序连接在一起的。由于此线性表的每个节点只有一个next指针域，故将这种链表叫做单链表。

由于单链表中的每一个结点除了第一个节点外，它们的存储地址存放在其前驱结点的指针域中，由于第一个节点无前驱，所以应该设一个头指针指向第一个节点，本文中设置了first指针指向第一个结点。单链表中的最后一个节点无直接后继，所以指定单链表的最后一个结点的指针域为"空"（NULL）。

　　一般情况下，使用链表，只关心链表中结点的逻辑顺序，并不关心每个结点的实际存储位置，因此通常用箭头来表示链域中的指针，于是链表就可以更直观地画成用箭头链接起来的结点序列，如图：

　　有时候，为了操作的统一方便，可以在单链表的第一个结点前附设一个头结点，头结点的数据域可以存储一些关于线性表的长度等附加信息，也可以不存储任何信息，对头结点的数据域无特别规定，而头结点的指针域用来存储指向第一个结点的指针（即第一个结点的存储位置）。如果线性表为空，则头结点的指针域为"空"。如图所示：

2.单链表操作：

　　　头插过程：

　　头插的方式如上图所示。采用头插法得到的单链表的逻辑顺序与输入元素顺序相反，亦称头插法为逆序建表法。在这只介绍头插法的示意图，对于尾插、头删、尾删、可以参考《数据结构----用C语言描述》（耿国华主编）这本书。下面的代码中，实现了头插、尾插、头删、尾删，读者可以仔细研究研究。（本文所编写的代码是在VS2013编译环境下运行的）

3.运行代码：

　　Linklist.h文件包括各个操作函数的声明以及包含的头文件，test.c包含了测试代码，Linklist.c文件里主要是各个操作函数的具体实现。

 1 //Linklist.h
 2 #pragma once
 3 #include<stdio.h>
 4 #include<assert.h>
 5 #include<stdlib.h>
 6 
 7 typedef int LDataType;
 8 typedef struct Linklist
 9 {
10     LDataType data;
11     struct Linklist *next;
12 }Linklist, *pLinklist;
13 
14 //接口函数
15 pLinklist BuyNewNode(LDataType data);//动态生成新节点
16 void InitLinklist(pLinklist *pL);//初始化单链表
17 void PushBackLinklist(pLinklist *pL, LDataType data);//尾插
18 void PushFrontLinklist(pLinklist *pL, LDataType data);//头插
19 void PopBackLinklist(pLinklist *pL);//尾删
20 void PopFrontLinklist(pLinklist *pL);//头删
21 void PrintLinklist(Linklist *pL);//打印单链表
22 pLinklist FindLinklist(pLinklist *pL, LDataType data);//查找指定元素,返回指定元素的位置
23 void InsertLinklist(pLinklist *pL, pLinklist p, LDataType data);//指定位置插入
24 void RemoveLinklist(pLinklist *pL, LDataType data);//删除第一个指定元素
25 void RemoveAllLinklist(pLinklist *pL, LDataType data);//删除所有的指定元素
26 int IsEmptyLinklist(pLinklist pL);//判断链表是否为空，为空返回1；不为空返回0；
27 void DestoryLinklist(pLinklist *pL);//销毁单链表

  1 //Linklist.c
  2 #include"Linklist.h"
  3 pLinklist BuyNewNode(LDataType data)//生成新节点
  4 {
  5     pLinklist NewNode = (pLinklist)malloc(sizeof(Linklist));
  6     if (NewNode == NULL)
  7     {
  8         printf("动态开辟内存空间失败\n");
  9         return;
 10     }
 11     NewNode->data = data;
 12     NewNode->next = NULL;
 13     return NewNode;
 14 }
 15 void InitLinklist(pLinklist *pL)//初始化
 16 {
 17     assert(pL != NULL);
 18     (*pL) = NULL;
 19 }
 20 void PushBackLinklist(pLinklist *pL, LDataType data)//尾插
 21 {
 22     assert(pL != NULL);
 23     pLinklist NewNode = BuyNewNode(data);
 24     if (*pL == NULL)
 25     {
 26         *pL = NewNode;
 27         return;
 28     }
 29     pLinklist cur = *pL;
 30     while (cur->next)
 31     {
 32         cur = cur->next;
 33     }
 34     cur->next = NewNode;
 35 }
 36 void PushFrontLinklist(pLinklist *pL, LDataType data)//头插
 37 {
 38     assert(pL != NULL);
 39     pLinklist NewNode = BuyNewNode(data);
 40     if (*pL == NULL)
 41     {
 42         *pL = NewNode;
 43         return;
 44     }
 45     NewNode->next = *pL;
 46     *pL = NewNode;
 47 }
 48 int IsEmptyLinklist(pLinklist pL)//判断是否为空链表
 49 {
 50     if (pL == NULL)
 51         return 1;
 52     return 0;
 53 }
 54 void PopBackLinklist(pLinklist *pL)//尾删
 55 {
 56     assert(pL != NULL);
 57     if (IsEmptyLinklist(*pL))//链表为空，没有节点
 58     {
 59         printf("链表为空，删除操作失败\n");
 60         return;
 61     }
 62     pLinklist cur = *pL;
 63     pLinklist pre = NULL;//保存cur的前一个节点
 64     if (cur->next == NULL)//有一个节点
 65     {
 66         *pL = NULL;
 67         free(cur);
 68         cur = NULL;
 69         return;
 70     }
 71     while (cur->next)
 72     {
 73         pre = cur;
 74         cur = cur->next;
 75     }
 76     pre->next = NULL;
 77     free(cur);
 78     cur = NULL;
 79 }
 80 void PopFrontLinklist(pLinklist *pL)//头删
 81 {
 82     assert(pL != NULL);
 83     if (*pL == NULL)
 84     {
 85         printf("链表为空，删除操作失败\n");
 86         return;
 87     }
 88     pLinklist cur = *pL;
 89     *pL = cur->next;
 90     free(cur);
 91     cur = NULL;
 92 }
 93 pLinklist FindLinklist(pLinklist *pL, LDataType data)//查找指定元素,返回指定元素的位置
 94 {
 95     assert(pL != NULL);
 96     pLinklist cur = *pL;
 97     while (cur)
 98     {
 99         if (cur->data == data)
100         {
101             return cur;
102         }
103         cur = cur->next;
104     }
105     return NULL;
106 }
107 void InsertLinklist(pLinklist *pL, pLinklist p, LDataType data)//指定位置前面插入
108 {
109     assert(pL != NULL);
110     pLinklist NewNode = BuyNewNode(data);
111     pLinklist cur = *pL;
112     while (cur->next != p)
113     {
114         cur = cur->next;
115     }
116     NewNode->next = p;
117     cur->next = NewNode;
118 }
119 void RemoveLinklist(pLinklist *pL, LDataType data)//删除第一个指定元素
120 {
121     assert(pL != NULL);
122     pLinklist cur = NULL;
123     pLinklist p = *pL;
124     pLinklist pre = NULL;
125     cur = FindLinklist(pL, data);//找到要删除的指定元素
126     if (cur == NULL)
127     {
128         printf("没找到要删除的指定元素，删除失败\n");
129         return;
130     }
131     if (*pL == cur)//位于第一个节点
132     {
133         *pL= cur->next;
134         free(cur);
135         cur = NULL;
136         return;
137     }
138     while (p!= cur)
139     {
140         pre = p;
141         p = p->next;
142     }
143     pre->next = cur->next;
144     free(cur);
145     cur = NULL;
146 }
147 void RemoveAllLinklist(pLinklist *pL, LDataType data)//删除所有的指定元素
148 {
149     assert(pL != NULL);
150     pLinklist cur = NULL;
151     pLinklist p = *pL;
152     pLinklist pre = *pL;
153     while (p)
154     {
155         
156         if (p->data == data && (*pL) == p)
157         {
158             pre = p;
159             p = p->next;
160             *pL = p;
161             free(pre);
162             pre = NULL;
163         }
164         else if (p->data == data)
165         {
166             cur = p;
167             p = p->next;
168             pre->next = p;
169             free(cur);
170             cur = NULL;
171         }
172         else
173         {
174             pre = p;
175             p = p->next;
176         }
177     }
178 
179 }
180 void PrintLinklist(Linklist *pL)//打印单链表
181 {
182     pLinklist cur = pL;
183     while (cur)
184     {
185         printf("%d-->", cur->data);
186         cur = cur->next;
187     }
188     printf("NULL\n");
189 }
190 void DestoryLinklist(pLinklist *pL)//销毁单链表，放置内存溢出
191 {
192     assert(pL != NULL);
193     pLinklist cur = *pL;
194     pLinklist pre = NULL;//保存cur的前一个节点
195     if (*pL == NULL)
196     {
197         printf("链表为空\n");
198         return;
199     }
200     if (cur->next == NULL)//只有一个节点
201     {
202         *pL = NULL;
203         free(cur);
204         cur = NULL;
205         return;
206     }
207     while (cur)
208     {
209         pre = cur;
210         cur = cur->next;
211         free(pre);
212         pre = NULL;
213     }
214 }

 1 //test.c测试函数
 2 #include"Linklist.h"
 3 
 4 void test()
 5 {
 6     pLinklist cur = NULL;//用来接收FindLinklist的返回值
 7     Linklist *first = NULL;
 8     InitLinklist(&first);//初始化
 9     //PushBackLinklist(&first, 1);//尾插元素
10     //PushBackLinklist(&first, 2);
11     //PushBackLinklist(&first, 3);
12     //PushBackLinklist(&first, 4);
13     //PushBackLinklist(&first, 5);
14     //PrintLinklist(first);//打印单链表
15     PushFrontLinklist(&first, 6);//头插元素
16     PushFrontLinklist(&first, 7);
17     PushFrontLinklist(&first, 8);
18     PushFrontLinklist(&first, 9);
19     PushFrontLinklist(&first, 10);
20     //PopBackLinklist(&first);//尾删一个节点
21     //PopFrontLinklist(&first);//头删一个节点
22     //PrintLinklist(first);//打印单链表
23     //DestoryLinklist(&first);
24     //cur = FindLinklist(&first, 8);
25     //InsertLinklist(&first, cur, 11);
26     //printf("在8前面插入11得:");
27     //PrintLinklist(first);//打印单链表
28     //printf("删除11得:");
29     //RemoveLinklist(&first, 11);
30     //PrintLinklist(first);
31     PushFrontLinklist(&first, 7);
32     PushFrontLinklist(&first, 7);
33     //RemoveLinklist(&first, 7);
34     RemoveAllLinklist(&first, 7);
35     PrintLinklist(first);
36 
37     //RemoveAllLinklist(&first, 7);//删除所有的7
38 }
39 int main()
40 {
41     test();
42     system("pause");
43     return 0;
44 }