C語言連結串列各類操作詳解

連結串列概述
　　連結串列是一種常見的重要的資料結構。它是動態地進行儲存分配的一種結構。它可以根據需要開闢記憶體單元。連結串列有一個“頭指標”變數，以head表示，它存放一個地址。該地址指向一個元素。連結串列中每一個元素稱為“結點”，每個結點都應包括兩個部分：一為使用者需要用的實際資料，二為下一個結點的地址。因此，head指向第一個元素：第一個元素又指向第二個元素；……，直到最後一個元素，該元素不再指向其它元素，它稱為“表尾”，它的地址部分放一個“NULL”（表示“空地址”），連結串列到此結束。
連結串列的各類操作包括：學習單向連結串列的建立、刪除、插入（無序、有序）、輸出、排序（選擇、插入、冒泡）、反序等等。

       單向連結串列的圖示：
       ---->[NULL]
      head

圖1：空連結串列

---->[p1]---->[p2]...---->[pn]---->[NULL]
head p1->next p2->next pn->next

圖2：有N個節點的連結串列

建立n個節點的連結串列的函式為：

#include "stdlib.h"
#include "stdio.h"
#define NULL 0
#define LEN sizeof(struct student)
struct student
{
int num; //學號
float score; //分數，其他資訊可以繼續在下面增加欄位
struct student *next; //指向下一節點的指標
};
int n; //節點總數
/*
==========================
功能：建立n個節點的連結串列
返回：指向連結串列表頭的指標
==========================
*/
struct

student *Create()
{
struct student *head; //頭節點
struct student *p1 = NULL; //p1儲存建立的新節點的地址
struct student *p2 = NULL; //p2儲存原連結串列最後一個節點的地址
n = 0; //建立前連結串列的節點總數為0：空連結串列
p1 = (struct student *) malloc (LEN); //開闢一個新節點
p2 = p1; //如果節點開闢成功，則p2先把它的指標儲存下來以備後用
if(p1==NULL) //節點開闢不成功
{
printf ("\nCann't create it, try it again in a moment!\n");
return NULL;
}
else//節點開闢成功
{
head = NULL; //開始head指向NULL
printf ("Please input %d node -- num,score: ", n + 1);
scanf ("%d %f", &(p1->num), &(p1->score)); //錄入資料
}
while(p1->num != 0) //只要學號不為0，就繼續錄入下一個節點
{
n += 1; //節點總數增加1個
if(n == 1) //如果節點總數是1，則head指向剛建立的節點p1
{
head = p1;
p2->next = NULL; //此時的p2就是p1,也就是p1->next指向NULL。
}
else
{
p2->next = p1; //指向上次下面剛剛開闢的新節點
}
p2 = p1; //把p1的地址給p2保留，然後p1產生新的節點
p1 = (struct student *) malloc (LEN);
printf ("Please input %d node -- num,score: ", n + 1);
scanf ("%d %f", &(p1->num), &(p1->score));
}
p2->next = NULL; //此句就是根據單向連結串列的最後一個節點要指向NULL
free(p1); //p1->num為0的時候跳出了while迴圈，並且釋放p1
p1 = NULL; //特別不要忘記把釋放的變數清空置為NULL,否則就變成"野指標"，即地址不確定的指標
return head; //返回建立連結串列的頭指標
}

輸出連結串列中節點的函式為：

/*
===========================
功能：輸出節點
返回： void
===========================
*/
void Print(struct student *head)
{
struct student *p;
printf ("\nNow , These %d records are:\n", n);
p = head;
if(head != NULL) //只要不是空連結串列，就輸出連結串列中所有節點
{
printf("head is %o\n", head); //輸出頭指標指向的地址
do
{
/*
輸出相應的值：當前節點地址、各欄位值、當前節點的下一節點地址。
這樣輸出便於讀者形象看到一個單向連結串列在計算機中的儲存結構，和我們
設計的圖示是一模一樣的。
*/
printf ("%o %d %5.1f %o\n", p, p->num, p->score, p->next);
p = p->next; //移到下一個節點
}
while (p != NULL);
}
}

       單向連結串列的刪除圖示：
       ---->[NULL]
       head

圖3：空連結串列

從圖3可知，空連結串列顯然不能刪除

---->[1]---->[2]...---->[n]---->[NULL]（原連結串列）
head 1->next 2->next n->next

---->[2]...---->[n]---->[NULL]（刪除後連結串列）
head 2->next n->next

      圖4：有N個節點的連結串列，刪除第一個節點
      結合原連結串列和刪除後的連結串列，就很容易寫出相應的程式碼。操作方法如下：
      1、你要明白head就是第1個節點，head->next就是第2個節點；
       2、刪除後head指向第2個節點，就是讓head=head->next,OK這樣就行了。
       ---->[1]---->[2]---->[3]...---->[n]---->[NULL]（原連結串列）
       head   1->next 2->next 3->next   n->next

---->[1]---->[3]...---->[n]---->[NULL]（刪除後連結串列）
head 1->next 3->next n->next

      圖5：有N個節點的連結串列，刪除中間一個（這裡圖示刪除第2個）
      結合原連結串列和刪除後的連結串列，就很容易寫出相應的程式碼。操作方法如下：
      1、你要明白head就是第1個節點，1->next就是第2個節點，2->next就是第3個節點；
      2、刪除後2，1指向第3個節點，就是讓1->next=2->next。

刪除指定學號的節點的函式為：

/*
==========================
功能：刪除指定節點
(此例中是刪除指定學號的節點)
返回：指向連結串列表頭的指標
==========================
*/
struct student *Del (struct student *head, int num)
{
struct student *p1; //p1儲存當前需要檢查的節點的地址
struct student *p2; //p2儲存當前檢查過的節點的地址
if (head == NULL) //是空連結串列（結合圖3理解）
{
printf ("\nList is null!\n");
return head;
}
//定位要刪除的節點
p1 = head;
while (p1->num != num && p1->next != NULL) //p1指向的節點不是所要查詢的，並且它不是最後一個節點，就繼續往下找
{
p2 = p1; //儲存當前節點的地址
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