链表（C语言版）超详细讲解

链表

链表基础

一、链表的概念
定义：

  链表是一种物理存储上非连续，数据元素的逻辑顺序通过链表中的指针链接次序，实现的一种线性存储结构。

二、链表的构成
构成：链表由一个个结点组成，每个结点包含两个部分：数据域和指针域。

1. 数据域（data field）：每个结点中存储的数据。

2. 指针域（pointer field）：每个结点中指向下一个结点的指针。
   
   如图一个结点包括data（存储此结点的数据）和next（指向下一个结点）

三、结点的定义

typedef struct jiedian
{
	int data;
	struct jiedian *next;
}jiedian,*touzhizhen;

这里我们定义了一个结构体（也就是结点的框架），其中包括一个数据域和一个指针域（注意指针指向的是下一个结点也就是struct jiedian所以我们要定义为struct jiedian *next）。touzhizhen指针变量的设置是为了设置一个头指针指向第一个结点。头指针是重中之重，链表的一系列操作都是由头指针开始的，可以说头指针代表了整个链表。

四、链表初始化
链表的初始化很简单，我们先申请一块结点（头节点），再用头指针指向它，并将结点的next域指向NULL。

//初始化一个链表头结点
jiedian* lianbiao_init(void)
{
	jiedian *L; // 链表头指针
	L=(touzhizhen)malloc(sizeof(jiedian));
	L->next=NULL;
	return L;
}

注意：函数的返回的返回值必须是头结点（头结点几乎存储了链表的所有信息）

链表新结点的插入（尾插法）

一、尾插法的概念
定义：
尾插法（Tail insertion）是一种向链表中插入新节点的方法，它常用于创建链表或在链表尾部插入新节点。
二、尾插法的优点
优点：个人认为尾插法比头插法好太多了，尾插法的优点在于每次插入新节点都只需要遍历到链表的最后一个节点，时间复杂度为O(1)。而如果使用头插法，则需要遍历到链表的第一个节点，时间复杂度为O(n)，而且尾插法是由数据插入的顺序依次存储的，查找起来会更加方便。
三、使用尾插法的基本思路

1、首先我们定义两个指针（x1,p）,x1作为头指针指向头结点（尾插法时不要移动头指针，我们只需移动p即可），p始终指向尾结点（这里我们初始化指向头结点），再申请一块结点并用x指向它。这样我们基础工作完成。
2、
第一步，让p所指向的结点和x结点建立联系（即让next指向x）。
第二步，让p指向x结点（指向尾结点，为下一次的插入做准备）。
注意：尾插法结束后必须要让尾结点指向NULL（这样才是一个有效的可以操作的链表）。
以上就是尾插法的基本操作，下面是代码。

jiedian* weichafa(jiedian * x1)
{
	int n;
	jiedian * p;
		jiedian * x;
	p=x1;
    while(n!=999)
    {
			  cin>>n;
	  p->data=n;
	  if(n!=999)
	  {
		x=(touzhizhen)malloc(sizeof(jiedian));
      p->next=x;
	  p=x;
	  }
	}
	p->next=NULL;
	return x1;
}

这里我们返回的依然是头指针（代表了整个链表）。

遍历链表

void printv(jiedian * x1)
{
    int s;
	while(x1!=NULL)
	{
      s=x1->data;
	  x1=x1->next;
	  cout<<s<<endl;
	}
}

遍历链表的方法很简单，就是通过头指针的移动读取每个结点的数据域以遍历整个链表。

查找

查找某个数据也同样简单（和遍历的思想基本相同）。

int search(jiedian * x1,int n)
{
	int y;
	int n1=0;
    while(x1!=NULL)
	{
		n1++;
      y=x1->data;
	  if(y==n)
	  {return n1;}
	  x1=x1->next;
	}
	return 0;
}

n代表我们所以要查找的数，函数的返回值是n在链表的位置。

插入结点

jiedian* plusjiedian(int n,int num,jiedian * x1)
{
	int i;
	jiedian* x;
     jiedian* x2;
	 x2=x1;
	for(i=0;i<n;i++)
	{
		x1=x1->next;
	}
	x = (touzhizhen)malloc(sizeof(jiedian));
	x->next=x1->next;
	x1->next=x;
	x->data=num;
	return x2;
}

先上代码，n代表我们在第几个结点后添加结点，num代表此结点的数据域值。
1、我们先使用一个for循环使x1指向第n个结点，让我们申请的结点的next指向第n+1个结点。
2、让第n个结点的next指向新添加的结点。
注意：第一步和第二步的顺序不能变，因为x的next是由x1传递给他的。

删除结点

jiedian* deletejiedian(int n,jiedian * x1)
{
	int i;
  jiedian* x2;
	 x2=x1;
	for(i=0;i<n-2;i++)
	{
		x1=x1->next;
	}
	x1->next=x1->next->next;
   return x2;
}

先上代码，删除比添加的操作要简单。
1、和添加不同的是，删除用for循环指向的是第n个结点的前面一个结点。
2、直接x1->next=x1->next->next;就可以让x1和x1+2的结点链接起来，这里按理来说要释放被删除的空间，读者可直接使用free函数即可。

主函数

int main()
{
	int n,mode;
	jiedian * L;
	jiedian * L1;
	jiedian * x2;
		jiedian * x3;
      L=lianbiao_init();
         L1=weichafa(L);
		 cout<<"请输入你要选择的模式"<<endl;
		 cin>>mode;
		 if(mode==1)//直接打印
  printv(L1);
		 if(mode==2)//找到数据并输出位置
		 {
  n=search(L,10);
  cout<<n<<endl;
		 }
		 if(mode==3)//增加结点
		 {
   x2=plusjiedian(2,1000,L1);
printv(x2);
		 }
		 if(mode==4)
		 {
    x3=deletejiedian(2,L1);
printv(x3);
		 }
}

在上全部代码之前我们先了解一下主函数，主函数设置了四种模式，读者可自由选择。
1、直接打印链表。
2、遍历结点。
3、增加结点。
4、删除结点。

总代码

#include<iostream>
#include<malloc.h>
using namespace std;
//定义结点
typedef struct jiedian
{
	int data;
	struct jiedian *next;
}jiedian,*touzhizhen;
//初始化一个链表头结点
jiedian* lianbiao_init(void)
{
	jiedian *L; // 链表头指针
	L=(touzhizhen)malloc(sizeof(jiedian));
	L->next=NULL;
	return L;
}

jiedian* weichafa(jiedian * x1)
{
	int n;
	jiedian * p;
		jiedian * x;
	p=x1;
    while(n!=999)
    {
			  cin>>n;
	  p->data=n;
	  if(n!=999)
	  {
		x=(touzhizhen)malloc(sizeof(jiedian));
      p->next=x;
	  p=x;
	  }
	}
	p->next=NULL;
	return x1;
}
void printv(jiedian * x1)
{
    int s;
	while(x1!=NULL)
	{
      s=x1->data;
	  x1=x1->next;
	  cout<<s<<endl;
	}
}
int search(jiedian * x1,int n)
{
	int y;
	int n1=0;
    while(x1!=NULL)
	{
		n1++;
      y=x1->data;
	  if(y==n)
	  {return n1;}
	  x1=x1->next;
	}
	return 0;
}
jiedian* plusjiedian(int n,int num,jiedian * x1)
{
	int i;
	jiedian* x;
     jiedian* x2;
	 x2=x1;
	for(i=0;i<n;i++)
	{
		x1=x1->next;
	}
	x = (touzhizhen)malloc(sizeof(jiedian));
	x->next=x1->next;
	x1->next=x;
	x->data=num;
	return x2;
}
jiedian* deletejiedian(int n,jiedian * x1)
{
	int i;
  jiedian* x2;
	 x2=x1;
	for(i=0;i<n-2;i++)
	{
		x1=x1->next;
	}
	x1->next=x1->next->next;
   return x2;
}
int main()
{
	int n,mode;
	jiedian * L;
	jiedian * L1;
	jiedian * x2;
		jiedian * x3;
      L=lianbiao_init();
         L1=weichafa(L);
		 cout<<"请输入你要选择的模式"<<endl;
		 cin>>mode;
		 if(mode==1)//直接打印
  printv(L1);
		 if(mode==2)//找到数据并输出位置
		 {
  n=search(L,10);
  cout<<n<<endl;
		 }
		 if(mode==3)//增加结点
		 {
   x2=plusjiedian(2,1000,L1);
printv(x2);
		 }
		 if(mode==4)
		 {
    x3=deletejiedian(2,L1);
printv(x3);
		 }
}

这是我的第一篇博客，创作不易，能看到这里的读者谢谢大家的支持和鼓励，以后我也会陆续更新我的博客，流水不争先，争的是滔滔不绝，希望大家能够实现自己的梦想！！