建立單鏈表

關於資料結構的入門，就是從順序表和單鏈表開始。 我們不講順序表，直接從單鏈表開始我們的資料結構和演算法的學習之路。

單鏈表就是一種特殊的結構體組合而成的資料結構，關於單鏈表的建立方法有很多種，但都大同小異。

正如這幅圖中所表示的那樣，單鏈表就是由可能不連續的資料所組合而成的資料結構。 其中每個資料分為兩部分，一部分是資料儲存的位置，稱為資料域，另外指標所儲存的地方，稱為指標域。

typedef struct Node {
	int data;                    // 儲存連結串列資料
	struct Node *next;     		//  儲存結點的地址
}LNode,*Linklist;
 

在進入建立連結串列之前，我們先寫好主函式的用來輸出的輸出函式。

void Illustrate(Linklist head) {
	Linklist tem = head;                 //  將頭指標的地址賦給臨時的指標
	while (tem->next != NULL) {       //  指向最後一個結點的指標域時會停止
		tem = tem->next;               //  結點不斷向後移動
		printf("%d\n", tem->data);
	}
}

int main() {
	Linklist head = NULL;            //  連結串列的頭指標
	head = Creat_list(head);        //  建立連結串列
	Illustrate(head);               //  輸出每個結點的資料域
	system("pause");
	return 0;
}
 

頭插法建立單鏈表

頭插法程式碼：

Linklist Creat_list(Linklist head) {
	head = (Linklist)malloc(sizeof(Lnode));      //  為頭指標開闢記憶體空間
	Lnode *node = NULL;                    //  定義新結點
	int count = 0;                          //  建立結點的個數
	head->next = NULL;              
	node = head->next;              	//  將最後一個結點的指標域永遠保持為NULL
	printf("Input the node number: ");
	scanf("%d", &count);
	for (int i = 0; i < count; i++) {
		node = (Linklist)malloc(sizeof(Lnode));     //  為新結點開闢記憶體空間
		node->data = i;               //  為新結點的資料域賦值
		node->next = head->next;          //  將頭指標所指向的下一個結點的地址，賦給新建立結點的next 
		head->next = node;          //  將新建立的結點的地址賦給頭指標的下一個結點
	}
	return head;
}
 

頭插法建立連結串列的根本在於深刻理解最後兩條語句

	node->next = head->next;          //  將頭指標所指向的下一個結點的地址，賦給新建立結點的next 
	head->next = node;          //  將新建立的結點的地址賦給頭指標的下一個結點

建立第一個結點

執行第一次迴圈時，第一次從堆中開闢一塊記憶體空間給node，此時需要做的是將第一個結點與 head 連線起來。而我們前面已經說過，單鏈表的最後一個結點指向的是 NULL。

因此插入第一個結點時，我們需要將頭指標指向的 next 賦給新建立的結點的 next ， 這樣第一個插入的結點的 next 指向的就是 NULL。 接著，我們將資料域，也就是 node 的地址賦給 head->next， 這時 head->next 指向的就是新建立的 node的地址。而 node 指向的就是 NULL。

接著我們建立第二個結點

因為使用的頭插法，因此新開闢的記憶體空間需要插入 頭指標所指向的下一個地址，也就是新開闢的 node 需要插入 上一個 node 和 head 之間。 第一個結點建立之後，head->next 的地址是 第一個 node 的地址。 而我們申請到新的一塊儲存區域後，需要將 node->next 指向 上一個結點的首地址， 而新node 的地址則賦給 head->next。 因此也就是 node->next = head->next 。 這樣便將第一個結點的地址賦給了新建立地址的 next 所指向的地址。後兩個結點就連線起來。

接下來再將頭結點的 next 所指向的地址賦為 新建立 node 的地址。 head->next = node ，這樣就將頭結點與新建立的結點連線了起來。 此時最後一個結點，也就是第一次建立的結點的資料域為0，指標域為 NULL。

建立更多的結點也就不難理解。 執行一次：

會發現，頭插法建立連結串列時候，就相當於後來居上。 後面的結點不斷往前插，而最後建立的結點在第一個結點處， 第一個建立的結點變成了尾結點。

尾插法建立單鏈表

尾插法程式碼：

Linklist Creat_list(Linklist head) {
	head = (Linklist)malloc(sizeof(Lnode));          //  為頭指標開闢記憶體空間
	Linklist node = NULL;           //  定義結點
	Linklist end = NULL;            //  定義尾結點
	head->next = NULL;              //  初始化頭結點指向的下一個地址為 NULL
	end = head;                     //  未建立其餘結點之前，只有一個頭結點
	int count = 0 ;                 //  結點個數
	printf("Input node number: ");
	scanf("%d", &count);
	for (int i = 0; i < count; i++) {
		node = (Linklist)malloc(sizeof(Lnode));          //  為新結點開闢新記憶體
		node->data = i;                                  //  新結點的資料域賦值
		end->next = node;                      		
		end = node;
	}
	end->next = NULL;
}

尾插法深刻理解：

end->next = node;                      		
end = node;

尾插法建立第一個結點

剛開始為頭結點開闢記憶體空間，因為此時除過頭結點沒有新的結點的建立，接著將頭結點的指標域 head->next 的地址賦為 NULL。因此此時，整個連結串列只有一個頭結點有效，因此 head此時既是頭結點，又是尾結點。因此將頭結點的地址賦給尾結點 end 因此：end = head。 此時end 就是 head, head 就是 end。 end->next 也自然指向的是 NULL。

尾插法建立第二個結點

建立完第一個結點之後，我們入手建立第二個結點。 第一個結點，end 和 head 共用一塊記憶體空間。現在從堆中心開闢出一塊記憶體給 node，將 node 的資料域賦值後，此時 end 中儲存的地址是 head 的地址。此時，end->next 代表的是頭結點的指標域，因此 end->next = node 代表的就是將上一個，也就是新開闢的 node 的地址賦給 head 的下一個結點地址。

此時，end->next 的地址是新建立的 node 的地址，而此時 end 的地址還是 head 的地址。 因此 end = node ,這條作用就是將新建的結點 node 的地址賦給尾結點 end。 此時 end 的地址不再是頭結點，而是新建的結點 node。

一句話，相當於不斷開創新的結點，然後不斷將新的結點的地址當做尾結點。尾結點不斷後移，而新創的結點時按照建立的先後順序而連線的。先來新到。

尾插法建立單鏈表，結點建立完畢

最後，當結點建立完畢，最後不會有新的結點來替換 end ，因此最後需要加上一條 end->next = NULL。將尾指標的指向為 NULL。

建立更多結點也自然容易理解了一些。

執行一次：

總結

由上面的例子以及比較，我們可以看見：

1. 頭插法相對簡便，但插入的資料與插入的順序相反；
2. 尾插法操作相對複雜，但插入的資料與插入順序相同。

兩種建立的方法各有千秋，根據實際情況選擇不同的方法。

關於連結串列的相關其他操作，請瀏覽相關文件。