前言
上一期数据结构专栏我们学习了顺序表后，C语言数据结构顺序表
在运用时，细心的同学可能会发现，如果要头插、尾插或者任意位置。如果原先的空间已经被占满了，你是需要扩容的，动态链表扩容往往是2倍，但是扩容后，如果后面没有使用完全扩容后空间就会造成空间浪费，为了解决这个问题，我们今天将学习链表。
提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考
一、链表的概念及结构
1.概念
链表是一种物理存储结构上的非连续。非顺序的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接次序实现的。
（图片来自比特就业课）
上图是一个普通链表，它物理上是不连续的，那怎么让这些数据建立联系呢？链表每个位置会存放两个数据――1个是数据，另1个是指针
typedef int SLTDataType;//这里是方便将来改数据类型，在这里把int修改一下即可
typedef struct SlistNode//一个位置放多个数据用结构体
{
int data;
struct SlistNode*next;//指针是指向下一个节点，下一个节点也是结构体，所以这里是结构体指针
}SLTNode;//将结构体类型名用SLTNode重命名
我们用一张图来深入了解一下它的逻辑结构：
图示是链表的三个相连元素，第一个元素存放数据1和第二个元素的地址，然后以此类推。那到这里可能有同学会问：“那每个都是有存放下一个地址，最后一个节点存放谁的地址？”是这样的，最后一个节点存放的是NULL空指针，空指针也是作为链表结尾的标记
到这里，我们知道，链表的每个节点放的是当前节点内容和下一个节点的指针，那我们怎么找到这条链表呢？毕竟你第一个节点放的是第二个节点的指针，事实上，我们会定义一个指针指向第一个节点，以此来确定该链表
二、链表的使用
1.遍历整个链表
代码如下（示例）：
void SListPrint(SLTNode*phead)
{
SLTNode*cur = phead;
while (cur != NULL)
{
printf("%d", cur->data);
cur = cur->next;
}
}
我们以这张图来理解一下这段代码，我们创建一个结构体指针cur，并把链表首元素地址赋给cur，也就是说，cur指向了链表的首节点，我们知道首节点里是有第二个节点的地址的，我们通过cur = cur->next;可以找到第二段节点，以此类推。
2.尾插
（图片来自比特就业课）
想要尾插一个节点，我们首先要malloc（扩容函数）一块空间出来，开辟出那块空间之后，要把新节点与链表连接起来，就需要链表尾部节点的地址，我们用循环遍历得到，然后把新节点地址赋给之前链表的尾部节点即可
代码如下（示例）：
void SListPushBack(SLTNode**pphead, SLTDataType x)
{
SLTNode*newnode = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));
//开辟一块大小为一个SLTNode类型的空间出来，并强制转换成结构体指针赋给newnode
newnode->data = x;
newnode->next = NULL;
if (*pphead == NULL)//防止一开始链表里面什么也没有，
{//由于pphead是头节点的地址的地址，*解引用一下得到头结点的地址
*pphead = newnode;
}
else
{
SLTNode*tail = *pphead;
while (tail->next != NULL)//寻找尾节点的指针
{
tail = tail->next;
}
tail->next = newnode;//新增的节点地址赋给尾结点存储
}
}
这里为什么用二级指针传参？解释如下：
我们进行尾插时，要先找到链表所在嘛，然后这个是靠链表头节点地址确定的，你传了一个地址过去，注意这个地址是实参，你实参过去函数里会再创建一个形参也是这个地址，然后进行操作，改变的是形参里的东西，实参不会受影响。这里也就是传值调用和传址调用的区别，为了形参可以影响到实参，我们用传址调用，也就是传地址的地址
3.头插
（图片来自比特就业课）
我们假设现在要在一个链表前面插入0这个数据（如上图所示），0所在地址为0x0006708，那是不是要把原链表首节点地址放到0这个节点里面，然后头节点地址更新为0这个新节点的地址。如下图：
ps:plist/phead表示链表首节点地址
代码如下（示例）：
void SListPushFront(SLTNode**pphead, SLTDataType x)
{
SLTNode*newnode = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));
//开辟一块大小为一个SLTNode类型的空间出来，并强制转换成结构体指针赋给newnode
newnode->data = x;//插入节点的数据
newnode->next = *pphead;//把原先节点首元素地址赋给新节点
*pphead = newnode;//新节点首元素地址用新插入的节点地址赋值
}
4.头删
关于头删，很多同学可能有一种想法，就是直接把头结点free（对动态分配的内存进行释放）掉，剩下的就是我们需要的链表。但这里会有一个问题，就是你把头节点去了，因为链表是用地址连接的，我们原本是用头节点地址找到该链表，现在头节点去掉了，我们怎么知道剩下的链表在哪里。所以这里的解决方案是，先把第二个节点地址保存起来然后再释放掉头节点
代码如下（示例）：
void SListPopFront(SLTNode**pphead)
{
SLTNode*next = (*pphead)->next;
free(*pphead);
*pphead = next;
}
5.尾删
尾删和头删有同样的问题，我们能不能直接把尾部节点给free掉？答案也是不可以的，同学你细想一下，尾部节点是不是连接着倒数第二个节点，而倒数第二个节点保存着尾结点地址，你把尾结点free掉了，那倒数第二个节点保存的就是野指针了，这显然是不行的，所以我们需要把倒数第二个节点存储的指针变成空指针，然后free掉尾结点
void SListPopBack(SLTNode**pphead)
{
if (*pphead == NULL)//如果节点本来就没有，那就没有删除的说法了
{
return;
}
else if ((*pphead)->next == NULL)//如果本来链表只有一个节点，你删除一个，之前会有一个指针指向首节点来记录这个链表，你现在把唯一的节点删除了，那个记录链表的指针就成野指针了
{
free(*pphead);
*pphead = NULL;
}
else
{
SLTNode*prev = NULL;//prev为tail前个节点指针
SLTNode*tail = *pphead;
while (tail->next != NULL)
{
prev = tail;
tail = tail->next;
}
free(tail);
prev->next = NULL;
}
}
这里还是有注意的点的，比如你要删除的链表本来就是空链表，删除就无从谈起了，还有就是原先链表只有一个节点，你删除一个，之前会有一个指针指向首节点来记录这个链表，你现在把唯一的节点删除了，那个记录链表的指针就成野指针了
6.任意位置插入数据
上图红色是原有链表，我们要在2和3直接插入一个30怎么做？首先我们要把2、30、3这3个节点连接起来，也就是说，2节点要指向30这个节点，30这个节点要指向3这个节点。这里如何操作呢？我们需要设计一个函数先找到2节点和3节点的地址，然后进行插入操作
查找函数和插入函数如下
SLTNode* SListFind(SLTNode*phead, SLTDataType x)//查找链表
{
SLTNode*cur = phead;
while (cur)//非空指针则进行循环
{
if (cur->data == x)//给定链表中一个数据进行查找
{
return cur;//返回所查找位置指针
}
cur = cur->next;
}
return NULL;
}
void SListInsert(SLTNode**pphead,SLTNode*pos, SLTDataType x)//在pos前插入x，x是要插入的数
{
if (pos == *pphead)//原链表只有1个节点
{
SListPushFront(pphead, x);
}
else
{
SLTNode*newnode = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));
//开辟一块大小为一个SLTNode类型的空间出来，并强制转换成结构体指针赋给newnode
newnode->data = x;
newnode->next = NULL;//开辟1个新节点
SLTNode*prev = *pphead;
while (prev->next != pos)
{
prev = prev->next;
}
prev->next = newnode;
newnode->next = pos;//把新节点连接上去
}
}
两个函数一起调用是这样的
if (pos)//防止该位置是空指针
{
SlistInsert(&plist, pos, 30);
}
SListPrint(&plist);
}
7.任意位置删除数据
比如说我们现在要把3删除，那这里就会出现一个需要：3删除了，要把2和4连接起来，然后把3节点释放掉
void SListErase(SLTNode**pphead, SLTNode*pos)//删除pos位置的值
{
SLTNode*prev = *pphead;
while (prev->next != pos)//找到3节点的位置
{
prev = prev->next;
}
prev->next = pos->next;//prev是2，pos是3，pos->next是4，要把4接上2
free(pos);//2和4接上之后就可以free掉3了
}
ps:上述prev是2，pos是3这种是方便同学你理解，并不特指它真的是2和3
然后这里进行函数调用的时候，依然需要进行find定位一下需要删除位置地址
SLTNode*pos = SListFind(plist, 3);
if (pos)//防止该位置是空指针
{
SListErase(&plist, pos);
}
后记
链表是数据结构非常重要的一块知识，本文着重介绍了链表的接口函数，下一期笔者会更新特殊链表的使用，点赞三连可以加快更新速度哦~更多关于C语言数据结构单链表接口函数的资料请关注服务器之家其它相关文章！
原文链接：https://blog.csdn.net/m0_57180439/article/details/120285719