C语言实现无头单链表详解

目录

• 链表的结构体描述(节点)
• 再定义一个结构体(链表)
• 断言处理 & 判空处理
• 创建链表
• 创建节点
• 头插法
• 打印链表
• 尾插法
• 指定位置插入
• 头删法
• 尾删法
• 指定位置删除
• 查找链表
• 删除所有指定相同的元素
• 总结

再封装的方式，用 c++ 的思想做无头链表

链表的结构体描述(节点)

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
typedef int DataType;
//节点
typedef struct Node
{
	DataType data;
	struct Node* next;
}NODE,*LPNODE;

再定义一个结构体(链表)

通过记录头节点和尾节点的方式去描述链表

typedef struct list
{
	LPNODE frontNode;        //头节点
	LPNODE backNode;         //尾节点
	int curSize;	         //当前节点个数
}LIST,*LPLIST;

断言处理 & 判空处理

如果 list 为空，会引发中断(申请内存可能失败)

防御性编程，如果申请内存失败，操作无效，NULL 里面没有 frontNode，backNode，curSize，存在安全隐患C6011：取消对 NULL 指针"list"的引用

如果申请内存失败，assert()直接让程序直接中断，并且告诉你程序断在哪一行

#include<assert>    //断言处理宏
   #define assert(expression) (void)(  \
            (!!(expression)) ||        \
(_wassert(_CRT_WIDE(#expression), _CRT_WIDE(__FILE__), (unsigned)(__LINE__)), 0) \
        )

LPLIST  createList()
{
	LPLIST list = (LPLIST)malloc(sizeof(LIST));
    list = NULL;                        //list为空 引发中断
	assert(list);
    //if(list == NULL)
    //return NULL;                      //可以替换
	list->frontNode = NULL;
	list->backNode = NULL;
	list->curSize = 0;
	return list;
}

//abort() has been called line 25

创建链表

描述链表最初的状态

LPLIST  createList()
{
	LPLIST list = (LPLIST)malloc(sizeof(LIST)); //用结构体变量去描述 做动态内存申请
	assert(list);
	list->frontNode = NULL;                     //链表刚开始是空的 头尾节点指向空
	list->backNode = NULL;
	list->curSize = 0;                          //当前元素个数为0
	return list;
}

创建节点

LPNODE createNode(int data)
{
	LPNODE newNode = (LPNODE)malloc(sizeof(NODE));
	assert(newNode);
    //初始化数据
	newNode->data = data;
	newNode->next = NULL;
	return newNode;
}

头插法

插入一个节点，节点插在原表头前面，表头会改变，在1(表头)前面插入666(数据)

把新节点的 next 指针指向原来的表头

把原来表头指针从原来的位置挪到新节点的位置

//插入的链表 插入的数据
void push_front(LPLIST list,int data)
{
	LPNODE newNode = createNode(data);    //创建新节点
	newNode->next = list->frontNode;
	list->frontNode = newNode;
	//护头也要护尾
	if (list->curSize == 0)               //只有一个节点 链表为空尾节点也是指向新节点
		list->backNode = newNode;         //把尾节点置为新节点
	list->curSize++;
}
//测试代码
	LPLIST list = createList();
	push_front(list, 1);
	push_front(list, 2);                  //2 1
	printList(list);                      

打印链表

从第1个节点开始打印

void printList(LPLIST list)
{
	LPNODE pmove = list->frontNode;
	while (pmove != NULL)             //不为空打印数据
	{
		printf("%d\t", pmove->data);
		pmove = pmove->next;
	}
	printf("\n");
}

尾插法

不需要找尾巴，因为记录了尾巴的位置

//插入的链表 插入的数据
void push_back(LPLIST list, int data)
{
	LPNODE newNode = createNode(data);     //创建新节点
	if (list->curSize == 0)
	{
		list->frontNode = newNode;         //只有1个节点的情况 表头也是指向新节点
		//list->backNode = newNode;        //表尾指向新节点
	}
	else
	{
		list->backNode->next = newNode;    //把原来链表的尾节点的next指针置为新节点
		//list->backNode = newNode;        //原来的表尾挪到新节点的位置
	}
	list->backNode = newNode;              //相同代码
	list->curSize++;
}
//测试代码
    push_back(list, 666);
	push_back(list, 999);                  //2 1 666 999
	printList(list);

指定位置插入

根据指定数据做插入，插在指定位置(数据)前面，不需要考虑表尾(尾插)

分改变表头、不改变表头两种情况：指定数据，数据可能插在表头前面(头节点的数据==指定数据)

前驱节点的 next 指针指向新节点，新节点的 next 指针指向当前节点

void push_appoin(LPLIST list, int posData, int data)
{
	if (list == NULL || list->curSize == 0)  //为空无法做插入
	{
		printf("无法插入链表为空!\n");
		return;
	}
    //其他情况可以插入
	if (list->frontNode->data == posData)    //头节点的数据==指定数据
	{
		push_front(list, data);              //会改变表头 用头插法插入
		return;
	}
    //正常插入的情况
	LPNODE preNode = list->frontNode;        //定义一个前驱节点指向第1个节点
	LPNODE curNode = list->frontNode->next;  //定义一个当前节点指向第1个节点的下一个节点
    //当前节点!=NULL && 当前节点的数据!=指定数据
	while (curNode != NULL && curNode->data != posData) //并排往下走
	{
		preNode = curNode;                   //前1个节点走到当前节点的位置
		curNode = preNode->next;             //当前节点走到原来位置的下一个
	}
    //分析查找结果做插入
	if (curNode == NULL)                     //没找到无法做插入
	{
		printf("没有找到指定位置，无法插入！\n");
	}
	else
	{
		LPNODE newNode = createNode(data);   //创建新节点
		preNode->next = newNode;             //连接
		newNode->next = curNode;
		list->curSize++;
	}
}
//测试代码
    push_appoin(list, 666, 888);
	printList(list);                         //2 1 888 666 999

头删法

只有一个节点的情况：表尾也要改变(表尾指向了一段删除的内存)，表尾也要置为空

void pop_front(LPLIST list)
{
	if (list == NULL || list->curSize == 0)     //判空处理
	{
		printf("链表为空，无法删除!\n");
		return;
	}
	LPNODE nextNode = list->frontNode->next;    //头节点的下一个--->第2个节点
	free(list->frontNode);                      //直接删除表头
	list->frontNode = nextNode;                 //把原来的表头节点置为下一个节点
	if (list->curSize == 1)                     //只有1个节点的情况
	{
		list->backNode = NULL;                  //表尾也要置为空
	}
	list->curSize--;
}
//测试代码
    pop_front(list);
	pop_front(list);
	pop_front(list);
	pop_front(list);
	printList(list);                             //999

尾删法

要找到表尾的上一个节点

//要删除的链表
void pop_back(LPLIST list)
{
	if (list == NULL || list->curSize == 0)
	{
		printf("链表为空，无法删除!\n");
		return;
	}
    //从第1个节点开始找 做移动
	LPNODE preNode = list->frontNode;    //头节点
	LPNODE backNode = list->frontNode;   //头节点的下一个
	while (backNode->next != NULL)
	{
		preNode = backNode;              //并排往下走
		backNode = preNode->next;
	}
	free(backNode);
	if (list->curSize == 1)              //只有一个节点的情况
	{
		backNode = NULL;                 //释放后置空
		list->frontNode = NULL;          //表头也要置为空
		list->backNode = NULL;           //表尾置为空
		list->curSize--;
	}
	else
	{
		backNode = NULL;
		preNode->next = NULL;
		list->backNode = preNode;
		list->curSize--;
	}
}
//测试代码
    pop_back(list);
	printList(list);

指定位置删除

void pop_appoin(LPLIST list,int posData)
{
	if (list == NULL || list->curSize == 0)
	{
		printf("链表为空，无法删除!\n");
		return;
	}
	if (list->frontNode->data == posData) //头节点的数据==指定数据
	{
		pop_front(list);                  //头删法
		return;
	}
	if (list->backNode->data == posData) //尾节点的数据==指定数据
	{
		pop_back(list);                  //尾删法
		return;
	}
    //中间的某个情况
	LPNODE preNode = list->frontNode;    //原来的头部
	LPNODE curNode = list->frontNode->next;
	while (curNode != NULL && curNode->data != posData)
	{
		preNode = curNode;               //并排往下走
		curNode = preNode->next;
	}
	if (curNode == NULL)
	{
		printf("未找到指定位置，无法删除!\n");
	}
	else
	{
		preNode->next = curNode->next;   //先连后断
		free(curNode);
		curNode = NULL;
		list->curSize--;
	}
}
//测试代码
    pop_appoin(list, 2);
	pop_appoin(list, 999);
	pop_appoin(list, 888);               //2 1 888 666 999
	printList(list);                     //1 666

查找链表

//要查找的链表 要查找的数据
LPNODE searchlist(LPLIST list, int posData)
{
	if (list == NULL)                              //list为空 返回NULL无法做删除
		return NULL;
	LPNODE pmove = list->frontNode;                //定义一个移动的节点
	while (pmove != NULL && pmove->data != posData)
	{
		pmove = pmove->next;                       //数据!=指定数据一直往下走
	}
	return pmove;                                  //退出循环直接返回
}

删除所有指定相同的元素

void pop_all(LPLIST list, int posData)
{
	while (searchlist(list, posData) != NULL)   //!=NULL说明里面有指定数据
	{
		pop_appoin(list, posData);              //持续做删除
	}
}
//测试代码
	LPLIST test = createList();
	push_back(test, 1);
	push_back(test, 1);
	push_back(test, 1);
	push_back(test, 2);
	pop_all(test, 1);
	printList(test);                            //2

总结

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