(超详细！)【C语言】单链表的增删查改（附图解，源码）

单链表学习导航

一.前言

二.准备工作

一.前言

本文为我对链表学习的过程与理解，适合新手学习交流。内容如题，我将结合画图和截图带领大家更好的理解单链表结构，学习和使用它增删查改的功能。（VS2019编译器所展示）

二.准备工作

1.对单链表运行原理的简单理解

如上图，单链表是通过结构体里面放置一个新的结构体指针的形式，使用下一个结构体的地址来找到该结构体中的数据的，链表相比于顺序表具有存储数据不连续，方便修改的特点。但单链表的缺点也很明显，只能从第一个节点开始遍历，比较局限。

2.区域化编辑

此目的是为了更好的理解代码，在前文中我也提到过，但模块化看起来清晰更有利于我们理解以及使用、修改代码。（还有美观...）

三.SList.h头文件引用区

1.单链表节点的创建

在该文件中，我们将链表结构体定义，设置int为链表中数据的存储形式（方便展示），同时节点中增加下一个节点的地址。重定义链表方便使用该结构体。

#define SLTDateType int

typedef struct SListNode
{
	SLTDateType Data;
	struct SListNode* Next;
}SListNode;

2.单链表功能函数的声明

在头文件中声明这些函数后直接使用即可，先列出来目标，后面咱们一一实现。

// 动态申请一个节点
SListNode* BuySListNode(SLTDateType x);

// 单链表打印
void SListPrint(SListNode* phead);

// 单链表尾插
void SListPushBack(SListNode** pplist, SLTDateType x);

// 单链表的头插
void SListPushFront(SListNode** pplist, SLTDateType x);

// 单链表的尾删
void SListPopBack(SListNode** pplist);

// 单链表头删
void SListPopFront(SListNode** pplist);

// 单链表查找
SListNode* SListFind(SListNode* plist, SLTDateType x);

// 单链表在pos位置之后插入x
void SListInsertAfter(SListNode* pos, SLTDateType x);

// 单链表删除pos位置之后的值
void SListEraseAfter(SListNode* pos);

// 单链表的销毁
void SListDestroy(SListNode* plist);

其中，有的函数功能传入的参数为二级指针，为什么呢？因为函数传入的参数是实参的一份临时拷贝，如果传入的是一级指针，那么我们可以改变这个指针指向的数据，而如果我们想要改变这个指针的地址呢？同样的道理，我们需要一个指向这个指针的地址的指针，也就是二级指针。

四.SListTest.c测试区

该区域主要为所写功能函数的测试模块，以此来判断函数的正确性、是否完善。

int main()
{
	SListNode* List = NULL;

	SListTest1(List);
	SListTest2(List);
	SListTest3(List);
	SListTest4(List);
	SListTest5(List);
	SListTest6(List);
	SListTest7(List);

	return 0;
}

类似于菜单，不过少了些富丽堂皇的界面，因为写了菜单之后很可能会影响到我们调试的效率，将功能函数实现并调试完成之后，再完成菜单界面是个更好的选择。测试区域可以自行定义，我也将在下文中结合该区域来展示函数的实现效果。

五.SList.c功能实现区

1.动态申请一个节点

链表节点的申请可以使用malloc和calloc函数，此处我们使用malloc，记得判断返回值是否为空。

//动态申请链表节点
SListNode* BuySListNode(SLTDateType x)
{
	SListNode* newnode = (SListNode*)malloc(sizeof(SListNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		perror("BuySListNode::malloc");
		return;
	}
	newnode->Data = x;
	return newnode;
}

此处还可以在返回节点之前将该节点的下一个地址置空，初始化也是种不错的选择。可以看个人需求选择。

2.单链表打印

将第一个节点传入函数，通过节点中的下一个指针一一遍历每个节点中存储的数据，并打印出来，最后节点为空时停止即可。

//打印链表
void SListPrint(SListNode* phead)
{
	SListNode* cur = phead;
	while (cur)
	{
		printf("%d->", cur->Data);
		cur = cur->Next;
	}
	printf("NULL\n");
}

3.单链表尾插

尾插需要考虑两种情况，第一种则是链表为空的情况，这种情况直接让该链表指向开辟的节点上即可；第二种情况为非空的情况，这种情况比较复杂，我们来画图解决：

地址都是瞎编的，原理如此，代码实现如下：

//尾插
void SListPushBack(SListNode** pplist, SLTDateType x)
{
    //判断是否为空链表
	if (*pplist==NULL)
	{
		*pplist = BuySListNode(x);
		(*pplist)->Next = NULL;
	}
	else
	{
		//查找尾部
		SListNode* ptr = *pplist;
		while (ptr->Next)
		{
			ptr = ptr->Next;
		}
		//插入
		ptr->Next = BuySListNode(x);
		ptr->Next->Next = NULL;
	}
}

结合打印链表函数效果如图：

4.单链表头插

头插的实现和尾插一样，分空链表和非空链表两种情况。二者区别在于非空情况，头插演示如图：

原来没有头插的非空链表，pplist指向头节点的地址。

插入头节点的非空链表演示如上图，代码实现如下图。

//头插
void SListPushFront(SListNode** pplist, SLTDateType x)
{
	if (*pplist == NULL)
	{
		*pplist = BuySListNode(x);
		(*pplist)->Next = NULL;
	}
	else
	{
		SListNode* ptr = BuySListNode(x);
		ptr->Next = *pplist;
		*pplist = ptr;
	}
}

实现效果如图：

5.单链表尾删

尾删分为三种情况：

第一种为链表是否为空，若为空，可以选择报错也可以选择直接return（没有内容咋删...）；

第二种为链表不为空，但只有一个节点的情况，这种情况我们需要直接将链表置空；

第三中为多节点的情况，这时我们要将NULL节点之前的节点置空，其中需要NULL节点前前个节点来判断，因为还要free掉不要用的内存，该情况如下图所示。

具体实现如下：

//尾删
void SListPopBack(SListNode** pplist)
{
	assert(pplist);
	assert(*pplist);
	
	if ((*pplist)->Next == NULL)
	{
		//单个链表块
		free(*pplist);
		*pplist = NULL;
	}
	else
	{
		//2个及以上链表块
		SListNode* ptr = *pplist;
		while (ptr->Next->Next)
		{
			ptr = ptr->Next;
		}
		free(ptr->Next);
		ptr->Next = NULL;
	}
}

效果如下：

6.单链表头删

头删只需要考虑两种情况就行了。

第一种为判断链表是否为空；

第二种不论是否为多节点，指向头节点地址的指针都会向后移动到下一个节点的地址上，因此不需要考虑这下一个节点是否为空。

代码实现如下：

//头删
void SListPopFront(SListNode** pplist)
{
	assert(pplist);
	assert(*pplist);

	SListNode* Del = *pplist;
	*pplist = (*pplist)->Next;
	free(Del);
	Del = NULL;
}

具体效果如图：

7.单链表查找

查找目标节点并返回该节点的地址，传值选用一级指针就行了，因为有返回值为一级指针，这类函数的方法也可以代替上面的二级指针的使用（个人觉得这样不好看）。

查找需要遍历，除非找到目标节点，否则到NULL为止停下，直接返回查找节点即可。

//查找
SListNode* SListFind(SListNode* plist, SLTDateType x)
{
	SListNode* find = plist;
	while (find && find->Data != x)
		find = find->Next;
	return find;
}

实现效果如图：

8.单链表在pos(指定)位置之后插入

这个函数和头插函数多节点的情况很像，不过该函数不需要改变头节点指针的位置，因此传入一级指针即可。

插入前需判断是否传入的为空指针，然后插入就行啦，不过写入的顺序要正确，否则可能会丢失原先的地址哦？

//在pos位置之后插入x
void SListInsertAfter(SListNode* pos, SLTDateType x)
{
	assert(pos);
	SListNode* next = pos->Next;

	SListNode* newnode = BuySListNode(x);
	pos->Next = newnode;
	newnode->Next = next;
}

效果如下：

9.单链表在pos(指定)位置之后删除

这个函数还比较简单，注意传值是否为空指针和指向的下一节点是否为空就行了。

没有判断后者的话可是会非法访问的...不得不说链表对于初学者而言坑太多了。

//删除pos位置之后的值
void SListEraseAfter(SListNode* pos)
{
	assert(pos);
	if (pos->Next == NULL)
		return;
	else
	{
		SListNode* NNext = pos->Next->Next;
		free(pos->Next);
		pos->Next = NNext;
	}
}

实现效果如下：

10.销毁单链表

类似于顺序表的销毁，不同的是需要free掉前者，且遍历的是链表节点的指针。

//销毁
void SListDestroy(SListNode* plist)
{
	assert(plist);
	SListNode* Del = plist;
	while (Del)
	{
		plist = plist->Next;
		free(Del);
		Del = plist;
	}
}

六.源码

1.SList.h源码

#pragma once

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

#define int SLTDateType 

typedef struct SListNode
{
	SLTDateType Data;
	struct SListNode* Next;
}SListNode;

// 动态申请一个节点
SListNode* BuySListNode(SLTDateType x);

// 单链表打印
void SListPrint(SListNode* phead);

// 单链表尾插
void SListPushBack(SListNode** pplist, SLTDateType x);

// 单链表的头插
void SListPushFront(SListNode** pplist, SLTDateType x);

// 单链表的尾删
void SListPopBack(SListNode** pplist);

// 单链表头删
void SListPopFront(SListNode** pplist);

// 单链表查找
SListNode* SListFind(SListNode* plist, SLTDateType x);

// 单链表在pos位置之后插入x
void SListInsertAfter(SListNode* pos, SLTDateType x);

// 单链表删除pos位置之后的值
void SListEraseAfter(SListNode* pos);

// 单链表的销毁
void SListDestroy(SListNode* plist);

2.SList.c源码

#include "SList.h"

//动态申请链表节点
SListNode* BuySListNode(SLTDateType x)
{
	SListNode* newnode = (SListNode*)malloc(sizeof(SListNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		perror("BuySListNode::malloc");
		return;
	}
	newnode->Data = x;
	return newnode;
}

//打印链表
void SListPrint(SListNode* phead)
{
	SListNode* cur = phead;
	while (cur)
	{
		printf("%d->", cur->Data);
		cur = cur->Next;
	}
	printf("NULL\n");
}

//尾插
void SListPushBack(SListNode** pplist, SLTDateType x)
{
	if (*pplist==NULL)
	{
		*pplist = BuySListNode(x);
		(*pplist)->Next = NULL;
	}
	else
	{
		//查找尾部
		SListNode* ptr = *pplist;
		while (ptr->Next)
		{
			ptr = ptr->Next;
		}
		//插入
		ptr->Next = BuySListNode(x);
		ptr->Next->Next = NULL;
	}
}

//头插
void SListPushFront(SListNode** pplist, SLTDateType x)
{
	assert(pplist);
	if (*pplist == NULL)
	{
		*pplist = BuySListNode(x);
		(*pplist)->Next = NULL;
	}
	else
	{
		SListNode* ptr = BuySListNode(x);
		ptr->Next = *pplist;
		*pplist = ptr;
	}
}

//尾删
void SListPopBack(SListNode** pplist)
{
	assert(pplist);
	assert(*pplist);
	
	if ((*pplist)->Next == NULL)
	{
		//单个链表块
		free(*pplist);
		*pplist = NULL;
	}
	else
	{
		//2个及以上链表块
		SListNode* ptr = *pplist;
		while (ptr->Next->Next)
		{
			ptr = ptr->Next;
		}
		free(ptr->Next);
		ptr->Next = NULL;
	}
}

//头删
void SListPopFront(SListNode** pplist)
{
	assert(pplist);
	assert(*pplist);

	SListNode* Del = *pplist;
	*pplist = (*pplist)->Next;
	free(Del);
	Del = NULL;
}

//查找
SListNode* SListFind(SListNode* plist, SLTDateType x)
{
	SListNode* find = plist;
	while (find && find->Data != x)
		find = find->Next;
	return find;
}

//在pos位置之后插入x
void SListInsertAfter(SListNode* pos, SLTDateType x)
{
	assert(pos);
	SListNode* next = pos->Next;

	SListNode* newnode = BuySListNode(x);
	pos->Next = newnode;
	newnode->Next = next;
}

//删除pos位置之后的值
void SListEraseAfter(SListNode* pos)
{
	assert(pos);
	if (pos->Next == NULL)
		return;
	else
	{
		SListNode* NNext = pos->Next->Next;
		free(pos->Next);
		pos->Next = NNext;
	}
}

//销毁
void SListDestroy(SListNode* plist)
{
	assert(plist);
	SListNode* Del = plist;
	while (Del)
	{
		plist = plist->Next;
		free(Del);
		Del = plist;
	}
}

七.结语

链表内容对于新手而言还是比较多的，坑也是无处不在，需要诸位的细心与耐心，除了单链表还有很多其他形式的，不过都大同小异，自己多手搓几遍就能弄清楚了，总之，我会和各位一起加油的！