数据结构与算法

链表是一种物理存储结构上非连续、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。

对于表，图，栈，队列，树等数据结构，我们采用链式和顺序结构都可以实现。
而链表又分为很多种，这一次先介绍最基础的链表
因为链表的空间并不连续，所以我们无需像顺序表一样考虑到表的容量，实现起来也更为简单,同时，这次实现的链表是不带头的单向链表，因为没有头节点，也没有返回值，我们就需要直接对指针进行操作，传递参数时就需要传二级指针

数据结构

typedef struct ListNode
{DATATYPE data;struct ListNode* next;
}ListNode;

实现的接口

void ListPrint(ListNode* list);
//打印链表
void ListPushBack(ListNode** list, DATATYPE x);
//头删
void ListPushFront(ListNode** list, DATATYPE x);
//头插
void ListPopBack(ListNode** list);
//尾删
void ListPopFront(ListNode** list)
//头插
void ListInsert(ListNode** pos, DATATYPE x);
//指定位置插入
void ListErase(ListNode** pos);
//指定位置删除
void ListDestory(ListNode** list);
//销毁链表
ListNode* ListFind(ListNode** list, DATATYPE x);
//查找链表元素

打印链表

void ListPrint(ListNode* list)
{if (list == NULL){printf("表空\n");return;}ListNode* cur = list;while (cur){printf("%d ", cur->data);cur = cur->next;}printf("\n");
}

头插

void ListPushFront(ListNode** list, DATATYPE x)
{ListNode* newnode = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));newnode->data = x;newnode->next = NULL;newnode->next = *list;*list = newnode;
}

头插：即每次在表的头部插入，所以我们每次只需要将原头节点设为插入节点的next节点，然后再将这个插入的节点作为头节点即可
如图所示，当我们依次插入1，2，3，4时

尾插

void ListPushBack(ListNode** list, DATATYPE x)
{ListNode* newnode = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));newnode->data = x;newnode->next = NULL;if (*list == NULL){*list = newnode;}else{ListNode* tail = *list;while (tail->next){tail = tail->next;}tail->next = newnode;}
}

尾插：即我们常用的方式，实现方法是先找到链表的最后一个节点，然后将他的next节点设为插入的节点，再让插入的节点的下一个next节点为空即可

头删

void ListPopFront(ListNode** list)
{if (NULL == *list)return;ListNode* next = (*list)->next;free(*list);(*list) = next;}

头删:我们先用next指针来保存首部的下一个节点，然后再将首部删除，使之前的next指针成为新的首部，即可实现头删

尾插

void ListPopBack(ListNode** list)
{if (NULL == *list){printf("表空\n");return;}else if ((*list)->next == NULL){free(*list);*list = NULL;}else{ListNode* prev = NULL, * tail = *list;while (tail->next){prev = tail;tail = tail->next;}free(tail);if (prev)prev->next = NULL;}
}

尾删：尾删的实现要稍微比头删麻烦一些，因为我们的这个链表并不是双向的，所以当我们遍历到最后一个节点的时候无法访问上一个节点，我们就需要用一个prev来保存上一个节点的地址，当我们遍历到最后一个节点的时候，直接释放掉这个一个节点，然后让prev指针的下一个节点指向空即可实现

链表查找

ListNode* ListFind(ListNode** list, DATATYPE x)
{   ListNode* cur = *list;while (cur){if (cur->data == x){return cur;}else{cur = cur->next;}}return NULL;
}

遍历链表查找元素

在Pos位置插入

void ListInsert(ListNode** pos, DATATYPE x)
{if (NULL == (*pos))return;ListNode* cur = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));cur->data = x;cur->next = (*pos)->next;(*pos)->next = cur;
}

在Pos位置插入：让插入的元素的next指向pos位置的next，然后再让pos的next指向这个元素即可

在Pos位置删除

void ListErase(ListNode** pos)
{if (NULL == (*pos) || NULL == (*pos)->next)return;ListNode* next = (*pos)->next;(*pos)->next = next->next;free(next);next = NULL;
}

在Pos位置删除：这里指的是删除pos位置的后一个元素，即让pos指针的next指向他原本的next的next，也就是pos指针往后两个的位置

销毁链表

void ListDestory(ListNode** list)
{ListNode* cur = *list;while (cur){ListNode* next = cur->next;free(cur);cur = next;}*list = NULL;
}

具体代码：
头文件：

#pragma once#include<stdio.h>
#include<assert.h>
#include<stdlib.h>
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#define LISTSIZE 10typedef int DATATYPE;
typedef struct ListNode
{DATATYPE data;struct ListNode* next;
}ListNode;void ListPrint(ListNode* list);
void ListPushBack(ListNode** list, DATATYPE x);
void ListPushFront(ListNode** list, DATATYPE x);
void ListPopBack(ListNode** list);
void ListPopFront(ListNode** list);
void ListInsert(ListNode** pos, DATATYPE x);
void ListErase(ListNode** pos);
void ListDestory(ListNode** list);
ListNode* ListFind(ListNode** list, DATATYPE x);

函数实现文件：

#include "LinkList.h"void ListPrint(ListNode* list)
{if (list == NULL){printf("表空\n");return;}ListNode* cur = list;while (cur){printf("%d ", cur->data);cur = cur->next;}printf("\n");
}void ListPushBack(ListNode** list, DATATYPE x)
{ListNode* newnode = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));newnode->data = x;newnode->next = NULL;if (*list == NULL){*list = newnode;}else{ListNode* tail = *list;while (tail->next){tail = tail->next;}tail->next = newnode;}
}void ListPushFront(ListNode** list, DATATYPE x)
{ListNode* newnode = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));newnode->data = x;newnode->next = NULL;newnode->next = *list;*list = newnode;
}void ListPopBack(ListNode** list)
{if (NULL == *list){printf("表空\n");return;}else if ((*list)->next == NULL){free(*list);*list = NULL;}else{ListNode* prev = NULL, * tail = *list;while (tail->next){prev = tail;tail = tail->next;}free(tail);if (prev)prev->next = NULL;}
}void ListPopFront(ListNode** list)
{if (NULL == *list)return;ListNode* next = (*list)->next;free(*list);(*list) = next;}ListNode* ListFind(ListNode** list, DATATYPE x)
{   ListNode* cur = *list;while (cur){if (cur->data == x){return cur;}else{cur = cur->next;}}return NULL;
}void ListDestory(ListNode** list)
{ListNode* cur = *list;while (cur){ListNode* next = cur->next;free(cur);cur = next;}*list = NULL;
}void ListInsert(ListNode** pos, DATATYPE x)
{if (NULL == (*pos))return;ListNode* cur = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));cur->data = x;cur->next = (*pos)->next;(*pos)->next = cur;
}void ListErase(ListNode** pos)
{if (NULL == (*pos) || NULL == (*pos)->next)return;ListNode* next = (*pos)->next;(*pos)->next = next->next;free(next);next = NULL;
}