前言：在之前的学习中我们已经了解了顺序表的相关知识内容，但是顺序表我们通过思考可以想到如下问题：

1. 中间/头部的插入删除，时间复杂度为O(N)
2. 增容需要申请新空间，拷贝数据，释放旧空间。会有不小的消耗。
3. 增容一般是呈2倍的增长，势必会有一定的空间浪费。例如当前容量为100，满了以后增容到200，我们再继续插入了5个数据，后面没有数据插入了，那么就浪费了95个数据空间。

那么如何解决上述问题呢？在这里我们就需要引出了链表！

目录

• 1.概念及结构
• 2. 链表的分类
• 3.接口实现
• • 3.1动态申请一个结点
  • 3.2创建单链表
  • 3.3遍历单链表
  • 3.4尾插
  • 3.5尾删
  • 3.6头插
  • 3.7头删
  • 3.8查找
  • 3.9在pos后插入
  • 3.10在pos之前插入
  • 3.11删除pos之后的值
  • 3.12删除pos位置

1.概念及结构

概念：

链表是一种物理存储结构上非连续、非顺序的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接次序实现的。它包括两个域，其中存储数据元素信息的称为数据域，存储直接后继存储位置的域称为指针域。

结构如下：

然而在我们实际的运用中，它的结构却是以下类型：

因此这里有我们需要注意的地方：
1.链式结构逻辑上是连续的，但物理上并不一定是连续的；
2.现实中的节点一般是从堆上申请来的；
3.从堆上申请的空间，是按照一定的策略的，在次申请可能是连续的也可能是不连续的。

2. 链表的分类

根据链表结点所含指针个数、指针指向和指针连接方式，可将链表分为单链表、循环链表、双向链表、二叉链表、十字链表、邻接表、邻接多重表等。其中单链表、循环链表和 向链表用于实现线性表的链式存储结构，其他形式多用于实现树和图等非线性结构。

实际中链表的结构非常多样，以下情况组合起来就有8种链表结构：

1. 单向或者双向
   

2. 带头或者不带头
   

3. 循环或者非循环
   
   注意：虽然有这么多的链表的结构，但是我们实际中最常用还是两种结构：
   

1. 无头单向非循环链表：结构简单，一般不会单独用来存数据。实际中更多是作为其他数据结构的子结构，如哈希桶、图的邻接表等等。另外这种结构在笔试面试中出现很多。
2. 带头双向循环链表：结构最复杂，一般用在单独存储数据。实际中使用的链表数据结构，都是带头双向循环链表。另外这个结构虽然结构复杂，但是使用代码实现以后会发现结构会带来很多优势，实现反而简单了，后面我们代码实现了就知道了。

3.接口实现

// 动态申请一个结点
SLTNode* BuySLTNode(SLTDataType x);
SLTNode* CreateSList(int n);
// 单链表打印
void SLTPrint(SLTNode* phead);
// 单链表尾插
void SLTPushBack(SLTNode** pphead, SLTDataType x);
// 单链表的尾删
void SLTPopBack(SLTNode** pphead);
// 单链表的头插
void SLTPushFront(SLTNode** pphead, SLTDataType x);
// 单链表头删
void SLTPopFront(SLTNode** pphead);
// 单链表查找
SLTNode* SListFind(SLTNode* plist, SLTDataType x);// 单链表在pos位置之后插入x
void SListInsertAfter(SLTNode* pos, SLTDataType x);
// 单链表删除pos位置之后的值
void SListEraseAfter(SLTNode* pos);// 在pos之前插入x
void SListInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDataType x);
// 删除pos位置
void SListErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos);

接下来我们便一一进行实现！

3.1动态申请一个结点

代码如下：

SLTNode* BuySLTNode(SLTDataType x)
{SLTNode* newnode = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));if (newnode == NULL){perror("malloc fail");exit(-1);}newnode->data = x;newnode->next = NULL;return newnode;
}

思路：

开始时我们从堆上动态申请一个结点，生成的新结点作为头结点，用头指针指向该结点，在把头结点的指针域置空。

3.2创建单链表

SLTNode* CreateSList(int n)
{SLTNode* phead = NULL, *ptail = NULL;int x = 0;for (int i = 0; i < n; ++i){SLTNode* newnode = BuySLTNode(i);if (phead == NULL){ptail = phead = newnode;}else{ptail->next = newnode;ptail = newnode;}}return phead;
}

3.3遍历单链表

void SLTPrint(SLTNode* phead)
{SLTNode* cur = phead;while (cur != NULL){printf("%d->", cur->data);cur = cur->next;}printf("NULL\n");//便于调试
}

思路：

我们对单链表进行遍历操作，整体思路还是从开头挨着遍历，直到我们的指针指向空的时候就完成相应的操作。

3.4尾插

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

思路：

每次都将新的结点链接到链表的最后一个结点的后面，从而达到创建单链表的过程，我们这里用到二级指针来接收实参，因为在函数传参时如果想改变实参，则需要我们传递实参的地址，那么同样想要改变首地址，则需要传递首地址的地址。

3.5尾删

void SLTPopBack(SLTNode** pphead)
{// 暴力的检查assert(*pphead);// 温柔的检查//if (*pphead == NULL)//	return;if ((*pphead)->next == NULL){free(*pphead);*pphead = NULL;}else{SLTNode* tail = *pphead;while (tail->next->next){tail = tail->next;}free(tail->next);tail->next = NULL;}
}

思路：

当进行尾删操作时我们有两种情况需要进行考虑：
如果是正常情况下的删除操作，我们就需要找到该链表最后一个节点的前一个节点，然后将这个节点的 next指针指向由最后一个节点改变为null；
如果链表最后只剩下一个结点，则直接释放到即可，然后还是数据域置空。

3.6头插

void SLTPushFront(SLTNode** pphead, SLTDataType x)
{SLTNode* newnode = BuySLTNode(x);newnode->next = *pphead;*pphead = newnode;
}

思路：

首先初始化一个单链表，其头结点为空，然后循环插入新结点：将新节点的next指向头结点的下一个结点，然后将头结点的next指向我们的新节点。（思路同尾插类似）

3.7头删

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

思路：

删除第一个结点依然需要修改我们的头部指针，所以还是需要用到二级指针。

3.8查找

SLTNode* SLTFind(SLTNode* phead, SLTDataType x)
{SLTNode* cur = phead;while (cur){if (cur->data == x){return cur;}cur = cur->next;}return NULL;
}

思路：

查找值x在单链表L中的结点指针，从单链表的第一个结点开始，依次比较表中各个结点的数据域的值，若某结点数据域的值等于x，则返回该结点的指针；若整个单链表中没有这样的结点，则返回空。

3.9在pos后插入

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

思路：

这里注意的是指针链接的顺序问题，如果改变链接的顺序则会出现自己指向自己的情况！

3.10在pos之前插入

void SLTInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDataType x)
{assert(pos);if (*pphead == pos){SLTPushFront(pphead, x);}else{SLTNode* prev = *pphead;while (prev->next != pos){prev = prev->next;}SLTNode* newnode = BuySLTNode(x);prev->next = newnode;newnode->next = pos;}
}

思路：

这种操作的情况还是有两种：
第一种就是当我们以头结点为pos位置，那么就演变为头插操作；
第二种就是正常的插入，我们就需要从头开始去查找pos位置的前一个位置，接着就是结点的链接的顺序一定要注意。

3.11删除pos之后的值

void SLTEraseAfter(SLTNode* pos)
{assert(pos);if (pos->next == NULL){return;}else{SLTNode* nextNode = pos->next;pos->next = nextNode->next;free(nextNode);}
}

思路：

最后一个位置我们需要特别注意，开始时先判断。不能写成pos->next=pos->next->next，使用这种我们需要开始时先保存pos->next。

3.12删除pos位置

void SLTErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos)
{assert(pos);assert(*pphead);if (pos == *pphead){SLTPopFront(pphead);}else{SLTNode* prev = *pphead;while (prev->next != pos){prev = prev->next;}prev->next = pos->next;free(pos);//pos = NULL;}
}

思路：

这里还是两种情况：
第一种当删除的pos位置为最后一个结点时，相当于尾删操作此时；
第二种就是正常的删除操作，跟之前的有类似

总结：以上就是关于单链表的所有的内容知识，希望大家多多指教！