单向链表的创建与遍历

前言

链表这个词想必大家都听说过，链表是一种常见而重要的基础数据结构，也是实现复杂数据结构的重要手段。它不按照线性的顺序存储数据，而是由若干个同一结构类型的“结点”依次串联而成的，即每一个结点里保存着下一个结点的地址。链表有很多种不同的类型：单向链表、双向链表以及循环链表。

接下来我们来看看如何创建以及如何遍历单项链表。

创建单项链表

我们知道链表是由多个结点组成，所以要想创建一个链表，首先要创建一个结点。一个结点存储的内容可以分为两部分：数据域，指针域。
数据域：用于存储数据。
指针域：用于存储下一个结点的地址，使链表“连起来”。
因为指针域是指针类型（存储地址），而数据域的类型多种多样，所以我们应该创建一个结构体类型的结点。

代码中的ElementType是存储数据的类型，这里我们以存储整型(int)的数据为例创建结点。

typedef int ElementType;//定义数据类型，可根据需要进行其他类型定义
//链表结点定义
typedef struct ListNode
{
    
    
	ElementType Data;//数据域，存储数据
	struct ListNode* Next;//指针域，存储下一个结点的地址
}Node, *PNode;

创建单向链表时候的步骤大概是这样的：
第一步：用malloc函数创建一个头结点，此时只有一个结点，该节点既是头结点，又是尾结点，于是头指针和尾指针都指向这一个结点，并把该结点的指针域置为空。

第二步：循环创建所需个数的结点。创建新结点时，我们将用户输入的数据存入新结点的数据域，同时将新结点的指针域置为NULL，并将新结点的地址存储在尾结点的指针域，最后让尾指针(PHead)指向新结点，因为此时该结点才是尾结点。然后继续创建新结点，直到循环结束。

PNode CreateList()
{
    
    
	PNode PHead, PTail;//创建头指针和尾指针
	PHead = (PNode)malloc(sizeof(Node));//创建分配一个头结点内存空间
	if (PHead == NULL)
	{
    
    
		printf("头节点内存空间开辟失败\n");//malloc函数开辟空间失败
		exit(-1);
	}
	//当只有一个结点时，该节点既是头结点，又是尾结点，于是头指针和尾指针指向一个位置
	PTail = PHead;
	PTail->Next = NULL;//尾结点的指针域为NULL
	int i = 0;
	int len = 0;//定义链表的长度
	printf("请输入待存放结点个数:>");
	scanf("%d", &len);
	for (i = 0; i < len; i++)//循环创建len个结点
	{
    
    
		PNode PNew = (PNode)malloc(sizeof(Node));//分配一个新结点
		if (PNew == NULL)
		{
    
    
			printf("新结点创建失败\n");//malloc函数开辟空间失败
			exit(-1);
		}
		printf("请输入第%d个数:>", i + 1);
		scanf("%d", &(PNew->Data));//将输入的数据存储在新结点的数据域
		PNew->Next = NULL;//将新结点的指针域置为NULL
		PTail->Next = PNew;//新结点的地址存储在尾结点的指针域
		PTail = PNew;//新结点变成新的尾结点，于是尾指针指向该新结点
	}
	printf("链表创建成功\n");
	return PHead;//返回头结点位置
}

注意：我们可以看到代码中，结点申请空间并不是一次性申请的，而是一个一个申请的，所以这些结点在内存中分配的空间并不是连续的，而是随机分配的空间，所以我们不能像访问数组元素一样（访问完一个元素，指针加一，再解引用就能访问到下一个元素）去访问链表的结点。这也体现了结点中存储下一个结点的地址的重要性，因为只有这样才能找到下一个结点。

遍历单项链表

相对于创建单向链表，遍历单项链表显得格外简单。遍历单项链表时，我们只需得到头结点，并从头结点处开始遍历链表即可。若发现头结点处的指针域已经为空(NULL)，那只能说明该链表本就为空，就不用遍历了；若头结点处的指针域不为空指针，我们就打印指针域指向的结点的数据域，打印完再打印下一个结点的指针域，如此进行下去，直到遇到空指针（即尾结点）便结束遍历。

void TraverseList(PNode List)
{
    
    
	PNode P = List->Next;//将头结点的指针域赋值给P，使P指向下一个结点
	printf("遍历链表的值为:>");
	if (P == NULL)
	{
    
    
		printf("链表为空\n");
	}
	while (P != NULL)//P为NULL时，结束打印
	{
    
    
		printf("%d ", P->Data);//打印P指向的结点的数据域
		P = P->Next;//将该结点的指针域赋值给P，使P指向下一个结点
	}
	printf("\n");
}

测试代码正确性

所谓的测试其实就是调用一下已写函数，判断其功能是否如我们预期一样。

int main()
{
    
    
	PNode List = CreateList();//链表创建好后，用List接收头结点位置
	TraverseList(List);//将头结点传入，打印该链表
	return 0;
}