[数据结构与算法]最好懂的C语言实现无头单向链表-新手向

一、易错的接口实现

1.1 新节点开辟函数

由于创建一个新节点是频繁的操作，所以封装为一个接口最佳。

链表节点的属性有：（1）数值。（2）指向下一个节点的地址。（3）自身地址。

static SLTNode* BuySListNode(SLTDataType x)
{
	SLTNode* newnode = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));
	//开辟失败
	if (newnode == NULL)
	{
		printf("malloc fail\n");
		exit(-1);
	}
	//初始化
	newnode->data = x;
	newnode->next = NULL;
	return newnode;
}

数值和next地址都由此函数初始化，自身地址则由函数的返回值返回。

要注意使用malloc函数时，可能存在开辟空间失败的情况，这时会返回NULL。

1.2 尾插

尾插的难点在于存在特殊情况。

当对非空链表和空链表进行尾插时，所需代码不同。

对非空链表尾插时，算法是：找到此链表的尾部，即遍历此链表，直至自定义的结构体指针tail的下一个节点为NULL，结束遍历。在tail的后面插入一个新节点。

对空链表尾插时，算法是：直接把新节点作为链表的头节点。

void SListPushBack(SLTNode** pphead, SLTDataType x)
{
	assert(pphead);
	//找尾
	SLTNode* tail = *pphead;
	if (tail == NULL)
	{
		tail = BuySListNode(x);
		*pphead = tail;
	}
	else
	{
		while (tail->next != NULL)
		{
			tail = tail->next;
		}
		SLTNode* newnode = BuySListNode(x);
		tail->next = newnode;
	}
}

1.3 尾删

此接口也有特殊情况处理。

当链表有一个以上的节点时，算法：遍历链表到尾部，free掉tail所在内存，改变tail之前一个节点的next，为NULL。

需要一个结构体指针变量prev来记录tail的前一个节点。

当链表只有一个节点时，算法：tail一开始就在尾部，直接free掉tail，再把prev指针（初值为NULL）赋值给头节点*pphead。

如果不单独考虑这种情况的话，会因为NULL->next而出现内存错误。

当链表没有节点时，是不可以调用尾删的，直接用assert函数报错。

void SListPopBack(SLTNode** pphead)
{
	assert(pphead);
	assert(*pphead);//没有节点断言报错
	SLTNode* prev = NULL;
	SLTNode* tail = *pphead;
	while (tail->next != NULL)
	{
		prev = tail;
		tail = tail->next;
	}
	free(tail);
	tail = NULL;
	if (prev != NULL)
		prev->next = NULL;
	else
		*pphead = prev;
}

二、常见简单接口

2.1 打印链表

void SListPrint(SLTNode* phead)
{
	SLTNode* cur = phead;
	while (cur)
	{
		printf("%d->", cur->data);
		cur = cur->next;
	}
	printf("NULL\n");
}

2.2 节点计数器

int SListSize(SLTNode* phead)
{
	//计数器
	int count = 0;
	SLTNode* cur = phead;
	while (cur)
	{
		count++;
		cur = cur->next;
	}
	return count;
}

2.3 判断是否为空链表

bool SListEmpty(SLTNode* phead)
{
	return phead == NULL;
}

2.4 通过值查找节点

SLTNode* SListFind(SLTNode* phead, SLTDataType data)
{
	//通过数据查找节点-遍历节点，判断值是否相等
	SLTNode* cur = phead;
	while (cur)
	{
		if (cur->data == data)
			return cur;
		cur = cur->next;
	}
	return NULL;
}

2.5 头插

void SListPushFront(SLTNode** pphead, SLTDataType x)
{
	assert(pphead);
	SLTNode* newnode = BuySListNode(x);
	newnode->next = *pphead;
	*pphead = newnode;
}

2.6 头删

void SListPopFront(SLTNode** pphead)
{
	assert(pphead);
	assert(*pphead);
	SLTNode* next = (*pphead)->next;
	free(*pphead);
	*pphead = NULL;
	*pphead = next;
}

2.7 在任意节点后插入节点

void SListInsert(SLTNode* pos, SLTDataType x)
{
	assert(pos);
	SLTNode* newnode = BuySListNode(x);
	SLTNode* next = pos->next;
	pos->next = newnode;
	newnode->next = next;
}

2.8 在任意节点后删除节点

void SListErase(SLTNode* pos)
{
	assert(pos);
	assert(pos->next);
	SLTNode* next = pos->next;
	pos->next = next->next;
	free(next);
	next = NULL;
}

2.9 销毁链表

void SListDestroy(SLTNode** pphead)
{
	assert(pphead);
	SLTNode* cur, * nextnode;
	cur = *pphead;
	nextnode = NULL;
	while (cur)
	{
		nextnode = cur->next;
		free(cur);
		cur = nextnode;
	}
	*pphead = NULL;
}

三、头文件相关内容

3.1 引用的库函数

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

3.2 结构体声明

typedef int SLTDataType;//重定义可便于修改值的数据类型

typedef struct SListNode
{
	SLTDataType data;
	struct SListNode* next;
}SLTNode;//重定义可减少代码冗余