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单链表介绍
与线性表在内存中的储存结构不同（线性表在内存中是一块连续的空间），链表的存储结构是组成链表的数据元素在内存中既可以是连续的，也可以是不连续的。链表中的每个元素都应该包含两个信息：一个是储存数据的信息，即数据域；另一个为储存与之相连的元素的位置信息，即指针域。
而单链表指的是链表中的每个节点中只包含一个指针域。整个链表的存取必须从头指针开始，头指针指示链表中的第一个节点的储存位置（头指针不用存放数据）。由于最后一个元素没有其后继元素，因此最后一个元素的指针域应为NULL。
*在接下来的示例中，我都会将主函数相关部分放在 main.c文件中,将链表相关部分放在LIST.c以及LIST.h文件中。
单链表的创建
单链表的创建有头插法和尾插法两种方法，头插法在创建单链表时总是将新创建的节点置于头节点之后，而尾插法则将新创建的节点置于尾节点之后。
链表结构体定义
//单链表数据域结构体typedef struct Dat {int dat_1;}Dat;//单链表结构体typedef struct List {Dat dat; //数据域struct List* next; //指针域（下一节点指针）}List;
头插法创建链表
/********************************************函数名称：单链表初始化函数（头插法）函数介绍：使用头插法创建一个指定长度的单链表， 并返回其头指针函数参数：int length -- 单链表指定生成长度返回类型：List* listHead -- 单链表的头指针********************************************/List* InitList_Head(int length){List* head, * node, * tail;//头节点，中间节点，尾节点head = (List*)malloc(sizeof(List));//内存中开辟头节点空间if (length == 0){head->next = NULL;}else{//连接节头节点与尾节点tail = (List*)malloc(sizeof(List));//内存中开辟尾节点空间head->next = tail;tail->next = NULL;//连接中间节点for (int i = 0; i < length - 1; i++){node = (List*)malloc(sizeof(List));//开辟中间节点空间List* temp;temp = head->next;head->next = node;node->next = temp;}}return head; //返回头节点地址}在创建非0长度链表时，先创建头节点与尾节点 ，此时链表长度为1（由于头节点不用储存数据，因此头节点的长度不计），此后再将新创建的中间节点连接在头节点之后。
尾插法创建链表
/********************************************函数名称：单链表初始化函数（尾插法）函数介绍：使用尾插法创建一个指定长度的单链表， 并返回其头指针函数参数：int length -- 单链表指定生成长度返回类型：List* listHead -- 单链表的头指针********************************************/List* InitList_Tail(int length){List* head, * node, * tail;//头节点，中间节点，尾节点head = (List*)malloc(sizeof(List));//内存中开辟头节点空间if (length == 0){head->next = NULL;}else{tail = head;//让tail始终为尾节点for (int i = 0; i < length; i++){node = (List*)malloc(sizeof(List));tail->next = node;tail = node;}tail->next = NULL;//尾节点的next为空}return head; //返回头节点地址}始终让尾节点为新创建的节点，最后将尾节点的 next 指向NULL。
单链表的简单操作
获取单链表长度
/********************************************函数名称：链表长度查询函数函数介绍：查询指定链表的长度函数参数：List* head -- 要查询长度的链表的头指针返回类型：int length -- 该链表长度*********************************************/int Length(List* head){int length = 0;List* temp;temp = head;while (temp->next != NULL) {temp = temp->next;length++;}return length;}创建临时节点，让临时节点不断指向尾节点并记录长度。
链表销毁函数
/********************************************函数名称：链表销毁函数函数介绍：销毁指定链表函数参数：List* head -- 要销毁的链表的头指针返回类型：无*********************************************/void Destroy(List* head) {List* temp[2];temp[0] = head->next;temp[1] = temp[0]->next;free(head);//先释放头节点while (temp[1]->next != NULL) {free(temp[0]);temp[0] = temp[1];temp[1] = temp[0]->next;}free(temp[0]);free(temp[1]);}在这里我先创建了一个节点块，节点块中 temp[1] 为 temp[0] 的后继元素，不断销毁 temp[0] 指向的空间，再让 temp[1] 找到下一个要销毁的节点的地址。最后当 temp[1] 指向尾节点时将节点块所指向的节点都释放即可。
为什么不能直接释放头节点？
若只释放头节点，可能会像下列代码一样造成内存溢出。
链表节点赋值函数
/**************************************************函数名称：链表节点赋值函数函数介绍：给链表的指定链节的数据域赋值函数参数：List* head -- 要赋值的链表的头指针 int n -- 要赋值的链节的序号 Dat -- 要赋的值返回类型：int类型 1 -- 赋值成功 0 -- 错误的链节序号**************************************************/int InputElem(List* head, int node_number, Dat* dat){if (node_number <= 0 || node_number > Length(head)){return 0;}else{List* temp;temp = head->next;//找到赋值的链节的指针for (int i = 0; i < node_number; i++){temp = temp->next;}//赋值temp->dat.dat_1 = dat->dat_1;return 1;}}链表节点查询函数
/**************************************************函数名称：链表节点值查询函数函数介绍：查询指定链节的值函数参数：List* head -- 要查询的链表的头指针 int n -- 要查询的链节的序号返回类型：Dat* dat -- 查询到的数据域的指针**************************************************/Dat* FindElem(List* head, int node_number){if (node_number <= 0 || node_number > Length(head)){return NULL;}else{List* temp;temp = head->next;//找到查询的链节的指针for (int i = 0; i < node_number - 1; i++){temp = temp->next;}//返回return temp->next;}}主函数以及测试结果
#include <stdio.h>#include "LIST.h"void main(){//创建链表(头插法)List* list1 = InitList_Head(6);//创建链表(尾插法)List* list2 = InitList_Tail(7);//输出链表长度printf("链表1的长度：%d", Length(list1));printf("链表2的长度：%d", Length(list2));Dat dat1 = { 55 };InputElem(list1, 2, &dat1);//为链表1赋值Dat dat2 = { 5 };InputElem(list2, 3, &dat2);//为链表2赋值//读取链表1的值Dat* dat1_write = FindElem(list1, 2);printf("链表1的2号位：%d", dat1_write->dat_1);//读取链表2的值Dat* dat2_write = FindElem(list2, 3);printf("链表2的3号位：%d", dat2_write->dat_1);//销毁链表Destroy(list1);Destroy(list2);}
完整代码
LIST.c
#include "LIST.h"/********************************************函数名称：单链表初始化函数（头插法）函数介绍：使用头插法创建一个指定长度的单链表， 并返回其头指针函数参数：int length -- 单链表指定生成长度返回类型：List* listHead -- 单链表的头指针********************************************/List* InitList_Head(int length){List* head, * node, * tail;//头节点，中间节点，尾节点head = (List*)malloc(sizeof(List));//内存中开辟头节点空间if (length == 0){head->next = NULL;}else{//连接节头节点与尾节点tail = (List*)malloc(sizeof(List));//内存中开辟尾节点空间head->next = tail;tail->next = NULL;//连接中间节点for (int i = 0; i < length - 1; i++){node = (List*)malloc(sizeof(List));//开辟中间节点空间List* temp;temp = head->next;head->next = node;node->next = temp;}}return head; //返回头节点地址}/********************************************函数名称：单链表初始化函数（尾插法）函数介绍：使用尾插法创建一个指定长度的单链表， 并返回其头指针函数参数：int length -- 单链表指定生成长度返回类型：List* listHead -- 单链表的头指针********************************************/List* InitList_Tail(int length){List* head, * node, * tail;//头节点，中间节点，尾节点head = (List*)malloc(sizeof(List));//内存中开辟头节点空间if (length == 0){head->next = NULL;}else{tail = head;//让tail始终为尾节点for (int i = 0; i < length; i++){node = (List*)malloc(sizeof(List));tail->next = node;tail = node;}tail->next = NULL;//尾节点的next为空}return head; //返回头节点地址}/********************************************函数名称：链表长度查询函数函数介绍：查询指定链表的长度函数参数：List* head -- 要查询长度的链表的头指针返回类型：int length -- 该链表长度*********************************************/int Length(List* head){int length = 0;List* temp;temp = head;while (temp->next != NULL) {temp = temp->next;length++;}return length;}/********************************************函数名称：链表销毁函数函数介绍：销毁指定链表函数参数：List* head -- 要销毁的链表的头指针返回类型：无*********************************************/void Destroy(List* head) {List* temp[2];temp[0] = head->next;temp[1] = temp[0]->next;free(head);//先释放头节点while (temp[1]->next != NULL) {free(temp[0]);temp[0] = temp[1];temp[1] = temp[0]->next;}free(temp[0]);free(temp[1]);}/**************************************************函数名称：链表节点赋值函数函数介绍：给链表的指定链节的数据域赋值函数参数：List* head -- 要赋值的链表的头指针 int n -- 要赋值的链节的序号 Dat -- 要赋的值返回类型：int类型 1 -- 赋值成功 0 -- 错误的链节序号**************************************************/int InputElem(List* head, int node_number, Dat* dat){if (node_number <= 0 || node_number > Length(head)){return 0;}else{List* temp;temp = head->next;//找到赋值的链节的指针for (int i = 0; i < node_number; i++){temp = temp->next;}//赋值temp->dat.dat_1 = dat->dat_1;return 1;}}/**************************************************函数名称：链表节点值查询函数函数介绍：查询指定链节的值函数参数：List* head -- 要查询的链表的头指针 int n -- 要查询的链节的序号返回类型：Dat* dat -- 查询到的数据域的指针**************************************************/Dat* FindElem(List* head, int node_number){if (node_number <= 0 || node_number > Length(head)){return NULL;}else{List* temp;temp = head->next;//找到查询的链节的指针for (int i = 0; i < node_number - 1; i++){temp = temp->next;}//返回return temp->next;}}LIST.h
#include <stdlib.h>//单链表数据域结构体typedef struct Dat {int dat_1;}Dat;//单链表结构体typedef struct List {Dat dat; //数据域struct List* next; //指针域（下一节点指针）}List;//函数声明List* InitList_Head(int length); //单链表初始化函数（头插法）List* InitList_Tail(int length); //单链表初始化函数（尾插法）int Length(List* head); //链表长度查询函数void Destroy(List* head); //链表销毁函数int InputElem(List* head, int node_number, Dat* dat); //链表元素赋值函数Dat* FindElem(List* head, int node_number); //链表值查询函数main.c
#include <stdio.h>#include "LIST.h"void main(){//创建链表(头插法)List* list1 = InitList_Head(6);//创建链表(尾插法)List* list2 = InitList_Tail(7);//输出链表长度printf("链表1的长度：%d", Length(list1));printf("链表2的长度：%d", Length(list2));Dat dat1 = { 55 };InputElem(list1, 2, &dat1);//为链表1赋值Dat dat2 = { 5 };InputElem(list2, 3, &dat2);//为链表2赋值//读取链表1的值Dat* dat1_write = FindElem(list1, 2);printf("链表1的2号位：%d", dat1_write->dat_1);//读取链表2的值Dat* dat2_write = FindElem(list2, 3);printf("链表2的3号位：%d", dat2_write->dat_1);//销毁链表Destroy(list1);Destroy(list2);}
