C语言数据结构二：单向链表_c语言linklist后面是什么

单项链表由两个结构体组成。

一、链表结点的结构体

首先是链表的结构体。链表的结构体有两部分构成：数据域和指针域。

数据域：之前我们会写具体类型，但是在数据结构中为了让类型泛指，所以我们也是void*类型。节点上只存地址。类型由使用者指向来确定。

指针域：指向下一个结点。

struct LinkNode {
	void* data;
	struct LinkNode* next;
};

这个链表数据结构如上。

之前写的链表初始化函数，有个不好的地方，只返回链表头结点。

拿到链表头结点，就相当于拿到了整个链表。

这样有个问题：如果链表一千多个结点，那么每次取值都要把前面一千多个取出来，才轮到要取的值。每次统计个数，也要数这么多。

所以我们加第二个结构体。

小结：数据域更新为void*类型。

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二、第二个结构体：链表的结构体

这个结构体的成员，我们首先写上链表的头结点，相当于拿到了整个链表。

一般链表常见的操作是尾插，为了便于我们尾插，我们可以在链表结构体中，再定义一个尾结点。这张插入值时，只要在尾结点后面加上一个值即可，然后更新尾结点。不用再从头跑过来。

所以这第二个结构体，是需要结合我们使用情况来自定义的。如果我们的场景需要频繁尾插，就加上某项信息（属性）。

第二个结构体，更像是一个对链表的信息统计和管理。

// 链表数据类型
struct LinkList {
	struct LinkNode header;  // 如果写指针，需要手动开辟内存，拿到它。
	int size;
	//struct LinkNode Tail;
};

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三、头文件

#pragma once
 
// 宏定义，保证C程序在C++中也可以运行。
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
	// 链表结点数据类型
	struct LinkNode {
		void* data;
		struct LinkNode *next;
 
	};
	// 链表数据类型
	struct LinkList {
		struct LinkNode header;  // 如果写指针，需要手动开辟内存，拿到它。
		int size;
		//struct LinkNode Tail;
	};
 
	// 初始化链表：以前返回链表，现在不再返回链表，不希望用户修改链表信息，做个隐藏。
	// 我们定义一个新类型：
	typedef void* LinkListll;
	LinkListll Init_LinkList();
	
	// 插入链表
	LinkListll Insert_LinkList(LinkListll list, int pos, void* data);
 
	// 遍历链表
	typedef void(*FOREACH)(void*);// 定义一个回调函数。
	void Foreach_LinkList(ListListll list, FOREACH myforeach);
 
 
 
#ifdef __cplusplus
}
#endif

当然了，如果为了进一步隐藏结构体，我们可以把结构体放在.c文件中，这样就可以实现对数据的隐藏。

注意我们初始化定义了输出了一个void*类型。所以后面所有调用这个list时，函数内部，必须强制类型转换。

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四、接口实现

#include"LinkList.h"
 
//链表节点数据类型
struct LinkNode
{
	void *data;
	struct LinkNode *next;
};
 
//链表数据类型
struct LList
{
	struct LinkNode header;
	int size;
};
 
 
 
//初始化链表
LinkList Init_LinkList()
{
	struct LList *list = malloc(sizeof(struct LList));
	if (NULL == list)
	{
		return NULL;
	}
 
	list->header.data = NULL;
	list->header.next = NULL;
	list->size = 0;
 
	return list;
}
//插入节点
void Insert_LinkList(LinkList list, int pos, void *data)
{
	
	if (NULL == list)
	{
		return;
	}
 
	if (NULL == data)
	{
		return;
	}
 
	struct LList * mylist = (struct LList *)list;
 
	if (pos < 0 || pos > mylist->size)
	{
		pos = mylist->size;
	}
 
	//查找插入位置
	struct LinkNode *pCurrent = &(mylist->header);
	for (int i = 0; i < pos; ++i)
	{
		pCurrent = pCurrent->next;
	}
 
	//创建新节点
	struct LinkNode *newnode = malloc(sizeof(struct LinkNode));
	newnode->data = data;
	newnode->next = NULL;
 
	//新节点插入到链表中
	newnode->next = pCurrent->next;
	pCurrent->next = newnode;
 
	mylist->size++;
}
 
 
//遍历链表
void Foreach_LinkList(LinkList list, FOREACH myforeach) /*回调函数*/
{
 
	if (NULL == list)
	{
		return;
	}
 
	if (NULL == myforeach)
	{
		return;
	}
 
	struct LList * mylist = (struct LList *)list;
 
	struct LinkNode *pCurrent = mylist->header.next;
 
	while (pCurrent != NULL)
	{
		myforeach(pCurrent->data);
		pCurrent = pCurrent->next;
	}
 
}
 
 
//按位置删除
void RemoveByPos_LinkList(LinkList list, int pos)
{
 
	if (NULL == list)
	{
		return;
	}
 
	struct LList *mylist = (struct LList *)list;
 
	if (pos < 0 || pos > mylist->size - 1)
	{
		return;
	}
 
 
	//找位置
	struct LinkNode *pCurrent = &(mylist->header);
	for (int i = 0; i < pos; ++i)
	{
		pCurrent = pCurrent->next;
	}
 
 
	//先保存待删除结点
	struct LinkNode *pDel = pCurrent->next;
	//重新建立待删除结点的前驱和后继结点关系
	pCurrent->next = pDel->next;
	//释放删除节点内存
	free(pDel);
	pDel = NULL;
 
	mylist->size--;
 
}
//按值删除
void RemoveByVal_LinkList(LinkList list, void *data, COMPARE compare)
{
 
	if (NULL == list)
	{
		return;
	}
 
	if (NULL == data)
	{
		return;
	}
 
	if (NULL == compare)
	{
		return;
	}
 
	struct LList *mylist = (struct LList *)list;
 
	//辅助指针变量
	struct LinkNode *pPrev = &(mylist->header);
	struct LinkNode *pCurrent = pPrev->next;
 
	while (pCurrent != NULL)
	{
		if (compare(pCurrent->data, data))
		{
			//找到了
			pPrev->next = pCurrent->next;
			//释放删除节点内存
			free(pCurrent);
			pCurrent = NULL;
			mylist->size--;
			break;
		}
 
		pPrev = pCurrent;
		pCurrent = pCurrent->next;
	}
 
}
//清空链表
void Clear_LinkList(LinkList list)
{
	if (NULL == list)
	{
		return;
	}
 
	struct LList *mylist = (struct LList *)list;
 
	//辅助指针变量
	struct LinkNode *pCurrent = mylist->header.next;
 
	while (pCurrent != NULL)
	{
		//先缓存下一个节点的地址
		struct LinkNode *pNext = pCurrent->next;
		//释放当前结点内存
		free(pCurrent);
 
		pCurrent = pNext;
 
	}
 
	mylist->header.next = NULL;
	mylist->size = 0;
 
}
//大小
int Size_LinkList(LinkList list)
{
	if (NULL == list)
	{
		return -1;
	}
 
	struct LList *mylist = (struct LList *)list;
 
	return mylist->size;
}
//销毁链表
void Destroy_LinkList(LinkList list)
{
 
	if (NULL == list)
	{
		return;
	}
 
	//清空链表
	Clear_LinkList(list);
	free(list);
	list = NULL;
}

注意遍历时需要用户输入回调函数；

注意按值删除时，需要用户输入值对比函数myCompare。因为到底如何对比，我们在设计时是不知道的，但是我们知道这边必须输入一个比较的函数。

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五、链表的更高级用法

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
 
struct LinkNode
{
	struct LinkNode *next;
};
 
 
struct Person
{
	struct LinkNode node;
	char name[64];
	int age;
};

类似于类的继承关系。

单向链表如上，如果是双向链表，那么在LinkNode中再加一个自身结构体指针就可以。

解释一句：这个LinkNode最好放在结构体的前面，这样的结构便于查找地址，如果放在后面，就增加了计算偏移量的操作。也就是说：node属性在name和age之前。

最重要的是：注意类型的转换。

void test()
{
	
	struct Person p1 = { NULL, "aaa", 10 };
	struct Person p2 = { NULL, "bbb", 20 };
	struct Person p3 = { NULL, "ccc", 30 };
	struct Person p4 = { NULL, "ddd", 40 };
	struct Person p5 = { NULL, "eee", 50 };
 
	//这种指针类型转换一定要看懂。
	struct LinkNode *pp1 = (struct LinkNode *)&p1;
	struct LinkNode *pp2 = (struct LinkNode *)&p2;
	struct LinkNode *pp3 = (struct LinkNode *)&p3;
	struct LinkNode *pp4 = (struct LinkNode *)&p4;
	struct LinkNode *pp5 = (struct LinkNode *)&p5;
 
	// 这种转成指针域指针之后，无法访问到数据域的内容。
	pp1->next = pp2;
	pp2->next = pp3;
	pp3->next = pp4;
	pp4->next = pp5;
	pp5->next = NULL;
 
 
	struct LinkNode *pCurrent = pp1;
	while (pCurrent != NULL)
	{
		// 再将类型转换回来。变成数据域指针。
		struct Person *person = (struct Person *)pCurrent;
		printf("Name:%s Age:%d\n",person->name,person->age);
 
		pCurrent = pCurrent->next;
	}
}
 
int main(){
 
	test();
 
	system("pause");
	return EXIT_SUCCESS;
}

将一种结构体数据域指针类型的指针，转换为另一种结构体指针域类型的指针。这样就可以保证转换之后，使用者访问不到数据域内容，进而只操作指针域内容。完成链接。

如果需要访问数据域内容，就需要再次转换回来。

指针类型可以实现互相转换呢。

完整写法：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
 
 
//链表节点数据结构
struct LinkNode
{
	struct LinkNode *next;
};
 
 
//链表结构体
struct LList
{
	struct LinkNode header; //头结点
	int size;
};
 
typedef void * LinkList;
 
 
//初始化链表
LinkList Init_LinkList()
{
 
	struct LList *list = malloc(sizeof(struct LList));
	if (NULL == list)
	{
		return NULL;
	}
 
	list->header.next = NULL;
	list->size = 0;
 
	return list;
}
 
 
void Insert_LinkList(LinkList list, int position, void *data)
{
	if (NULL == list)
	{
		return;
	}
 
	if (NULL == data)
	{
		return;
	}
 
	struct LList * mylist = (struct LList *)list;
	struct LinkNode *mynode = (struct LinkNode *)data;
 
 
	if (position < 0 || position > mylist->size)
	{
		position = mylist->size;
	}
 
 
	//找位置(找到position位置的前一个位置)
	struct LinkNode *pCurrent = &(mylist->header); 
	for (int i = 0; i < position; ++i)
	{
		pCurrent = pCurrent->next;
	}
 
 
	//数据入链表
	mynode->next = pCurrent->next;
	pCurrent->next = mynode;
 
 
	mylist->size++;
}
 
 
void Foreach_LinkList(LinkList list, void(*myforeach)(void *) )
{
 
	if (NULL == list)
	{
		return;
	}
 
	if (NULL == myforeach)
	{
		return;
	}
 
	struct LList * mylist = (struct LList *)list;
 
	struct LinkNode *pCurrent = mylist->header.next;
 
	while (pCurrent != NULL)
	{
		struct LinkNode *pNext = pCurrent->next;
		myforeach(pCurrent);
		pCurrent = pNext;
	}
 
}
 
//删除节点
void RemoveByPos_LinkList(LinkList list, int position)
{
	if (NULL == list)
	{
		return;
	}
 
	struct LList * mylist = (struct LList *)list;
 
	if (position < 0 || position > mylist->size - 1)
	{
		return;
	}
 
	//辅助指针
	struct LinkNode *pCurrent = &(mylist->header);
	for (int i = 0; i < position; ++i)
	{
		pCurrent = pCurrent->next;
	}
 
 
	//缓存下待删除节点
	struct LinkNode *pDel = pCurrent->next;
 
	//重新建立待删除节点的前驱和后继结点关系
	pCurrent->next = pDel->next;
 
	mylist->size--;
}
 
 
void Destroy_LinkList(LinkList list)
{
	if (NULL == list)
	{
		return;
	}
 
	free(list);
	list = NULL;
}
 
struct Person
{
	struct LinkNode node; //结构体应该指针？
	char name[64];
	int age;
};
 
void myPrint(void *data)
{
	struct Person *person = (struct Person *)data;
	printf("Name:%s Age:%d\n", person->name,person->age);
}
 
void test()
{
 
	//初始化链表
	LinkList list = Init_LinkList();
 
 
	//创建数据
	struct Person p1 = { NULL, "aaa", 10 };
	struct Person p2 = { NULL, "bbb", 20 };
	struct Person p3 = { NULL, "ccc", 30 };
	struct Person p4 = { NULL, "ddd", 40 };
	struct Person p5 = { NULL, "eee", 50 };
	struct Person p6 = { NULL, "fff", 60 };
 
 
	//插入数据
	Insert_LinkList(list, 0, &p1);
	Insert_LinkList(list, 0, &p2);
	Insert_LinkList(list, 0, &p3);
	Insert_LinkList(list, 0, &p4);
	Insert_LinkList(list, 0, &p5);
	Insert_LinkList(list, 0, &p6);
 
 
	//遍历
	Foreach_LinkList(list, myPrint);
 
	//删除
	RemoveByPos_LinkList(list, 3);
 
	printf("------------------\n");
 
	//遍历
	Foreach_LinkList(list, myPrint);
 
	//销毁
	Destroy_LinkList(list);
}
 
int main(){
 
	test();
 
	system("pause");
	return EXIT_SUCCESS;
}