单链表（带头结点）的存储结构与基本操作（c语言）------亲测可用
编程语言：c语言
编译环境：Dev-c++
实现功能：实现功能：单链表（带头结点）结点结构体的定义，单链表（带头结点）初始化、求元素个数、插入元素、删除元素、取元素、打印所有元素、就地逆置、撤销的操作。
- 结构体定义
- 初始化
- 求元素个数
- 插入元素
- 删除元素
- 取元素
- 打印所有元素
- 就地逆置
- 撤销
- 测试及完整代码
结构体定义
定义如下图结点结构体，很显然单链表是链式存储结构，逻辑上相邻的两个元素，物理地址不一定相邻。
typedef struct Node //定义单链表结点结构体
{DataType data;struct Node *next;
} SLNode;
带头结点单链表结构如下图。
既然涉及到头指针，那当然要区分一下头指针、头结点、首元结点，如下图是带头结点的单链表。
初始化
算法思想：将头·结点的指针域赋为NULL。
为什么使用**head？
首先声明指针就是地址，头指针即我们定义的结构体变量的地址，指针的指针即存放这个地址的内存单元的地址。因为我们要初始化一个头指针，那么我们就要操作它的地址空间，即使用指针的指针。在这个函数中，我们输入头指针的指针，*head即为取这个头指针，(*head) ->next = NULL即为初始化头指针指向结点结构体的指针域值为NULL。对照带头结点单链表结构图，我们可以很清晰的理解。
void ListInitiate(SLNode **head) //初始化
{*head = (SLNode*)malloc(sizeof(SLNode)); //申请头节点 (*head) ->next = NULL; //置结束标记NULL
} 求元素个数
算法思想：设置零时指针和计数器，零时指针每移动一位，计数器加一，直到遍历完单链表，返回最终计数值，如下图。
int ListLength(SLNode *head) //求当前数据元素个数
{SLNode *p = head;int size = 0;while(p->next != NULL) //指针位置移动，size增加 {p = p->next;size++;} return size;} 插入元素
算法思想：设置零时指针，移动后指向第i-1个元素，再进行连接和断链，如下图。
int ListInsert(SLNode *head,int i,DataType x) //在第i（0<=i<=size）个位置前插入数据元素值x
{SLNode *p,*q;int j=-1;p=head;while(p->next!=NULL && j<i-1) //定位，使p指向第i-1个元素 {p=p->next;j++;}if(j!=i-1) //当i的值不合法时则返回 {printf("插入元素位置参数错！"); return 0; }q = (SLNode *)malloc(sizeof(SLNode)); //申请新结点 q->data = x; //新结点数据域赋值 q->next = p->next; //插入步骤① p->next = q; //插入步骤② return 1;}
删除元素
算法思想：设置零时指针，移动后指向第i-1个元素，再进行连接和断链，如下图。
int ListDelete(SLNode *head,int i,DataType *x) //删除第i（0<=i<=size-1）个位置处的数据元素并保存到x中
{SLNode *p,*s;int j=-1;p=head;while(p->next!=NULL && j<i-1) //定位，使p指向第i-1个元素 {p=p->next;j++;}if(j!=i-1) //当i的值不合法时则返回 {printf("插入元素位置参数错！");return 0; }s = p->next; //指针s指向第i个结点 *x=s->data; //把指针s所指结点数据域指赋给x p->next = p->next->next; //删除free(s); return 1; } 取元素
算法思想：设置零时指针，移动后指向第i-1个元素，再取出下个元素数据域的值。
int ListGet(SLNode *head,int i,DataType *x) //取第i（0<=i<=size）个位置处的数据元素并保存到x中 ，成功返回1，失败返回0
{SLNode *p;int j=-1;p= head;while(p->next!=NULL && j<i-1) //定位，使p指向第i-1个元素 {p=p->next;j++;}if(j!=i-1) //当i的值不合法时则返回 {printf("插入元素位置参数错！");return 0; } *x = p->next->data; //指针p所指第i个结点数据域的值赋给x return 1; }
打印所有元素
算法思想：设置零时指针遍历单链表，每移动一次打印一个值。
void Print(SLNode *head) //打印单链表
{SLNode *p;p=head;while(p->next!=NULL){printf("%d ",p->next->data);p=p->next;}}
就地逆置
算法思想：设置两个零时指针，首先将头结点断链，然后将剩余的元素逆序插到头结点之后，如下图。
void Reverse(SLNode *head) //单链表就地逆置
{SLNode *p,*q;p=head->next;head->next=NULL; //头结点断链 while(p!=NULL) //将元素逆序插到头结点后面 {q=p;p=p->next;q->next=head->next;head->next=q;}} 撤销
算法思想：释放单链表的结点，需要输入头结点的地址。
void Destory(SLNode **head) //撤销单链表
{SLNode *p,*q;p=*head;while(p!=NULL){q=p;p=p->next;free(q);}*head = NULL;
}
测试及完整代码
我们在Dev-c++创建console application的c项目，并添加三个工程文件：test.c，SLNode.c，SLNode.h。步骤如下：
- 新建项目，选console application（控制台应用程序）、c项目。
- 给项目添加三个文件，再编译运行。
运行结果：
完整代码：
test.c:
#include <stdio.h>
#include"SLNode.h"int main()
{int i;int x;SLNode *head;ListInitiate(&head);for(i=0;i<10;i++) //插入10个元素 {ListInsert(head,i,i*i); }printf("插入10个元素后单链表表中的元素依次为：");Print(head);printf("\n");ListDelete(head,5,&x); //删除第0个位置处元素printf("删除第5个位置处元素后单链表中的元素依次为：");Print(head);printf("\n");printf("删除的元素为：%d",x);printf("\n");ListGet(head,4,&x); printf("取第4个位置处元素元素为：%d",x);printf("\n");Reverse(head); //就地逆置 printf("逆置后单链表中的元素依次为：");Print(head);Destory(&head);return 0;
}
SLNode.h:
#ifndef _SLNODE_H
#define _SLNODE_H
typedef int DataType;typedef struct Node //定义单链表结点结构体
{DataType data;struct Node *next;
} SLNode;void ListInitiate(SLNode **head); //初始化
int ListLength(SLNode *head); //求当前数据元素个数
int ListInsert(SLNode *head,int i,DataType x); //在第i（0<=i<=size）个位置前插入数据元素值x
int ListDelete(SLNode *head,int i,DataType *x); //删除第i（0<=i<=size）个位置处的数据元素并保存到x中
int ListGet(SLNode *head,int i,DataType *x); //取第i（0<=i<=size）个位置处的数据元素并保存到x中 ，成功返回1，失败返回0
void Print(SLNode *head); //打印单链表
void Reverse(SLNode *head); //单链表就地逆置
void Destory(SLNode **head); //撤销单链表 #endif
SLNode.c:
#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
#include"SLNode.h"void ListInitiate(SLNode **head) //初始化
{*head = (SLNode*)malloc(sizeof(SLNode)); //申请头节点 (*head) ->next = NULL; //置结束标记NULL
} int ListLength(SLNode *head) //求当前数据元素个数
{SLNode *p = head;int size = 0;while(p->next != NULL) //指针位置移动，size增加 {p = p->next;size++;} return size;} int ListInsert(SLNode *head,int i,DataType x) //在第i（0<=i<=size）个位置前插入数据元素值x
{SLNode *p,*q;int j=-1;p=head;while(p->next!=NULL && j<i-1) //定位，使p指向第i-1个元素 {p=p->next;j++;}if(j!=i-1) //当i的值不合法时则返回 {printf("插入元素位置参数错！"); return 0; }q = (SLNode *)malloc(sizeof(SLNode)); //申请新结点 q->data = x; //新结点数据域赋值 q->next = p->next; //插入步骤① p->next = q; //插入步骤② return 1;} int ListDelete(SLNode *head,int i,DataType *x) //删除第i（0<=i<=size-1）个位置处的数据元素并保存到x中
{SLNode *p,*s;int j=-1;p=head;while(p->next!=NULL && j<i-1) //定位，使p指向第i-1个元素 {p=p->next;j++;}if(j!=i-1) //当i的值不合法时则返回 {printf("插入元素位置参数错！");return 0; }s = p->next; //指针s指向第i个结点 *x=s->data; //把指针s所指结点数据域指赋给x p->next = p->next->next; //删除free(s); return 1; } int ListGet(SLNode *head,int i,DataType *x) //取第i（0<=i<=size）个位置处的数据元素并保存到x中 ，成功返回1，失败返回0
{SLNode *p;int j=-1;p= head;while(p->next!=NULL && j<i-1) //定位，使p指向第i-1个元素 {p=p->next;j++;}if(j!=i-1) //当i的值不合法时则返回 {printf("插入元素位置参数错！");return 0; } *x = p->next->data; //指针p所指第i个结点数据域的值赋给x return 1; } void Print(SLNode *head) //打印单链表
{SLNode *p;p=head;while(p->next!=NULL){printf("%d ",p->next->data);p=p->next;}} void Reverse(SLNode *head) //单链表就地逆置
{SLNode *p,*q;p=head->next;head->next=NULL; //头结点断链 while(p!=NULL) //将元素逆序插到头结点后面 {q=p;p=p->next;q->next=head->next;head->next=q;}} void Destory(SLNode **head) //撤销单链表
{SLNode *p,*q;p=*head;while(p!=NULL){q=p;p=p->next;free(q);}*head = NULL;
}
总结一下，单链表中初始化操作的时间复杂度是O(1)，其他操作的时间复杂度为O(n)，作为链式存储结构的单链表，操作都涉及到指针，结构体，所以理解这两个知识点就非常重要了。源代码在我的博客资源区，点击文字链接直达
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