C 语言单向链表

2024 年 8 月 28 日 | 3 分钟阅读

数据结构是计算机编程中的重要元素，因为它们使数据处理和存储高效。链表是一种典型的数据结构。在这篇博文中，我们将研究 C 编程语言中单向链表的概念。我们将介绍其操作、定义、示例代码语法和输出。

单向链表中的每个节点都包含一个数据元素和对列表中下一个节点的引用，使其成为一种线性数据结构。列表的头节点是第一个节点，而最后一个节点指向NULL表示列表的结束。

必须为每个列表节点构造一个结构，以在 C 中定义单向链表。该结构应包含两个字段：一个用于存储实际数据的数据字段，以及一个用于保存对后续节点引用的指针字段。

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

我们必须首先将头部引用初始化为NULL，这表示一个空列表，以便建立一个单向链表。之后，我们可以通过动态分配内存给每个节点并用下一个指针连接它们来向列表中添加节点。

struct Node* head = NULL;  // Initializing an empty list

void insert(int value) {
    struct Node* newNode = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
newNode->data = value;
newNode->next = NULL;

    if (head == NULL) {
        head = newNode;
    } else {
        struct Node* current = head;
        while (current->next != NULL) {
            current = current->next;
        }
        current->next = newNode;
    }
}

我们必须首先将头部引用初始化为 NULL，这表示一个空列表，以便建立一个单向链表。之后，我们可以通过动态分配内存给每个节点并用下一个指针连接它们来向列表中添加节点。

void traverse() {
    struct Node* current = head;
    while (current != NULL) {
        printf("%d ", current->data);
        current = current->next;
    }
}

可以通过遍历列表并将每个节点的数据与所需值进行比较来搜索单向链表中的元素。如果匹配成功，则返回相关节点；否则，返回 NULL，表示列表中不存在该元素。

struct Node* search(int value) {
    struct Node* current = head;
    while (current != NULL) {
        if (current->data == value) {
            return current;
        }
        current = current->next;
    }
    return NULL;
}

要从单向链表中删除一个组件，请找到包含所需值的节点，并相应地修改与前一个和后一个节点的链接。此外，必须释放已销毁节点所使用的内存。

void delete(int value) {
    if (head == NULL) {
        printf("List is empty.");
        return;
    }

    struct Node* current = head;
    struct Node* previous = NULL;

    while (current != NULL) {
        if (current->data == value) {
            if (previous == NULL) {
                head = current->next;
            } else {
                previous->next = current->next;
            }
            free(current);
            return;
        }
        previous = current;
        current = current->next;
    }

    printf("Element not found in the list.");
}

示例

让我们创建一个列表，添加条目并对其执行各种操作，以展示如何使用单向链表。

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

// Singly Linked List structure
struct Node {
    int data;
    struct Node* next;
};

// Global head pointer
struct Node* head = NULL;

// Function to insert a node at the end of the list
void insert(int value) {
    // Create a new node
    struct Node* newNode = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
    newNode->data = value;
    newNode->next = NULL;

    // Check if the list is empty
    if (head == NULL) {
        head = newNode;
    } else {
        // Traverse to the end of the list
        struct Node* current = head;
        while (current->next != NULL) {
            current = current->next;
        }
        // Link the new node to the last node
        current->next = newNode;
    }
}

// Function to traverse and print the list
void traverse() {
    struct Node* current = head;
    while (current != NULL) {
        printf("%d ", current->data);
        current = current->next;
    }
}

int main() {
    // Insert elements into the list
    insert(10);
    insert(20);
    insert(30);
    insert(40);

    // Traverse and print the list
    printf("List: ");
    traverse();

    return 0;
}

List: 10 20 30 40

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