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链表基础:单链表的基本操作详解(C语言)

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单链表是一种链式存储结构,它由一组节点组成,每个节点包含数据域和指向下一个节点的指针。下面是一些关于单链表基本操作的详解和C语言实现:

1. 节点定义

首先,我们需要定义一个节点结构体:

  1. typedef struct Node {
  2. int data; // 数据域
  3. struct Node* next; // 指针域,指向下一个节点
  4. } Node;

2. 创建单链表

创建一个单链表一般是初始化一个头节点:

  1. Node* createLinkedList() {
  2. Node* head = (Node*)malloc(sizeof(Node));
  3. head->next = NULL;
  4. return head;
  5. }

3. 插入操作

在链表头部插入节点

  1. void insertAtHead(Node* head, int data) {
  2. Node* newNode = (Node*)malloc(sizeof(Node));
  3. newNode->data = data;
  4. newNode->next = head->next;
  5. head->next = newNode;
  6. }

在链表尾部插入节点

  1. void insertAtTail(Node* head, int data) {
  2. Node* newNode = (Node*)malloc(sizeof(Node));
  3. newNode->data = data;
  4. newNode->next = NULL;
  5. Node* temp = head;
  6. while (temp->next != NULL) {
  7. temp = temp->next;
  8. }
  9. temp->next = newNode;
  10. }

4. 删除操作

删除头节点后第一个节点

  1. void deleteAtHead(Node* head) {
  2. if (head->next == NULL) return; // 如果链表为空
  3. Node* temp = head->next;
  4. head->next = temp->next;
  5. free(temp);
  6. }

删除特定值的节点

  1. void deleteByValue(Node* head, int value) {
  2. Node* temp = head;
  3. while (temp->next != NULL && temp->next->data != value) {
  4. temp = temp->next;
  5. }
  6. if (temp->next != NULL) {
  7. Node* toDelete = temp->next;
  8. temp->next = toDelete->next;
  9. free(toDelete);
  10. }
  11. }

5. 查找操作

  1. Node* find(Node* head, int value) {
  2. Node* temp = head->next;
  3. while (temp != NULL && temp->data != value) {
  4. temp = temp->next;
  5. }
  6. return temp; // 如果找到返回指针,否则返回NULL
  7. }

6. 遍历操作

  1. void traverse(Node* head) {
  2. Node* temp = head->next;
  3. while (temp != NULL) {
  4. printf("%d -> ", temp->data);
  5. temp = temp->next;
  6. }
  7. printf("NULL\n");
  8. }

7. 释放链表

在程序结束时,应该释放所有的节点以防止内存泄露:

  1. void freeLinkedList(Node* head) {
  2. Node* temp;
  3. while (head != NULL) {
  4. temp = head;
  5. head = head->next;
  6. free(temp);
  7. }
  8. }

这些是单链表的一些基本操作。在实际应用中,还可以根据需求实现更多功能,比如按索引进行插入或删除操作、反转链表、合并链表等。每种操作都可以根据需求进行优化和扩展。

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