嵌入式 Linux C语言（十二）——单链表
一、单链表简介
1、单链表的结构
单链表是一种链式存取的数据结构，用一组地址任意的存储单元存放线性表中的数据元素。
链表中的数据是以节点来表示的，每个节点由两部分构成：一个是数据域，存储数据值，另一个是指针域，存储指向下一个节点的指针。
2、单链表的节点
单链表节点的数据结构如下：
typedef struct data
{
unsigned int id;//学生身份ID
char name[LENGTH];//学生姓名
char subject[LENGTH];//科目
unsigned int score;//分数
}DATA,*PDATA;
typedef struct node
{
unsigned int num;//节点序号，头节点则保存链表的节点数量
DATA *data;//数据域
struct node *next;//指针域
}SNode,*PNode;
3、头指针与头结点的区别
头指针与头结点的区别：
二、单链表的操作
1、单链表的创建
头结点的创建：
//初始化单链表，创建头结点
SList slist_init(void)
{
SList head = (Node *)malloc(sizeof(Node));
if(NULL == head)
{
fprintf(stderr, "slist_init function malloc failure.\n");
return NULL;
}
head->next = NULL;
return head;
}
采用尾部插入节点的方式创建单链表：
//根据创建的头结点创建有num个节点的单链表（头结点不算）
int slist_create(SList head, unsigned int num)
{
SList p,r;
r = head;
int i;
for(i = 0; i < num; i++)
{
p = (Node *)malloc(sizeof(Node));//创建新节点
if(NULL == p)
{
fprintf(stderr, "slist_create function p malloc failed.\n");
return ERROR;
}
p->num = i+1;//将各个节点的序号写入节点成员num
p->data.id = 100;
strcpy(p->data.name, "scorpio");
strcpy(p->data.subject, "English");
p->data.score = 100;
r->next = p;
r = p;
}
r->next = NULL;
head->num = slist_size(head);//将创建链表的大小写入头结点num成员
return OK;
}
2、单链表的销毁
//销毁单链表
void slist_destroy(SList list)
{
SList p;
while(list)
{
p = list->next;
free(list);
list = p;
}
}
3、单链表的节点插入操作
void slist_insert(SList list, unsigned int i,PDATA data)
{
if(slist_size(list) < i)
{
fprintf(stdout, "slist_insert function failed.The list size is too samll.There is no element %u.\n", i);
return ;
}
//创建一个节点
SList p = (Node *)malloc(sizeof(Node));
//利用传入的data结构体的数据对节点的数据域进行初始化
p->data.id = data->id;
strcpy(p->data.name, data->name);
strcpy(p->data.subject, data->subject);
p->data.score = data->score;
//找到节点i
SList r = list->next;
if(NULL == r->next)//链表为空时，直接插入
{
//插入节点到链表
p->next = r->next;
r->next = p;
}
else//链表不为空时，先查找插入的位置
{
while(i != r->num)
{
r = r->next;
}
//插入节点到链表
p->next = r->next;
r->next = p;
}
//顺延链表节点i后的节点的序号
int n = i + 1;
r = r->next;
while(r->next)
{
r->num = n++;
r = r->next;
}
r->num = n;//尾节点的序号
list->num = slist_size(list);//将创建链表的大小写入头结点num成员
}
4、单链表的节点删除操作
void slist_delete(SList list, unsigned int i)
{
if(slist_size(list) < i)
{
fprintf(stdout, "slist_insert function failed.The list size is too samll.There is no element %u.\n", i);
return ;
}
SList r = list->next;
if(NULL == r->next)//链表为空时，不能删除
{
fprintf(stderr, "The list is empty.There is no element %u.\n", i);
return ;
}
else//链表不为空时，先查找插入的位置
{
while(i != r->num)
{
r = r->next;
}
//从链表中删除节点
r->next = r->next->next;
}
//顺延链表节点i后的节点的序号
int n = i;
while(r->next)
{
r->num = n++;
r = r->next;
}
r->num = n;//尾节点的序号
list->num = slist_size(list);//将创建链表的大小写入头结点num成员
}
5、获取单链表的长度
//计算单链表的长度，头节点不计算在长度之内
unsigned int slist_size(SList list)
{
unsigned int count;
SList p = list->next;
while(p)
{
p = p->next;
count++;
}
return count;
}
6、判断单链表是否为空
//判断单链表是否为空
int slist_is_empty(SList list)
{
if(list)
{
fprintf(stdout, "list is no empty.\n");
return 0;
}
else
{
fprintf(stdout, "list is empty.\n");
return 1;
}
}
7、遍历单链表
//遍历单链表
void slist_traverse(SList list)
{
fprintf(stdout, "list size is %u\n", list->num);
SList p = list->next;//跳过头结点
while(p)
{
fprintf(stdout, "id = %u, name = %s, subject = %s, score = %u\n", p->data.id, p->data.name, p->data.subject, p->data.score);
p = p->next;
}
}
8、单链表的翻转（倒序、逆序）
（1）定义当前节点 current，初始值为第一个节点，current =list->next;
（2）定义当前结点的后继节点pnext， pnext = current->next;
（3）将当前第一个节点与后继节点断开，作为尾节点，current->next = NULL；
（4）只要 pnext 存在，表明至少有两个节点，进行逆序，执行以下循环：
A、定义新节点prev，prev是 pnext的后继节点，prev = pnext->next;
B、把pnext的后继指向current, pnext->next = current;
C、此时，pnext 实际上已经到了current 前一位成为新的current，所以这个时候 current 结点实际上成为新的 pnext，current = pnext;
D、此时，新的 current 就是 pnext，current = pnext;
E、而新的 pnext 就是 prev，pnext = prev;
（5）最后将头结点与current重新连上即可，list->next = current;
void slist_reverse(SList list)
{
if(slist_is_empty(list))
{
fprintf(stdout, "The list is empty.No reverse.\n");
return ;
}
SList prev, current, pnext;
current = list->next;//跳过头节点，当前节点为第一个节点
pnext = current->next;//当前节点的下一个节点
current->next = NULL;//当前节点断开后续连接，作为尾节点
while(pnext)
{
prev = pnext->next;//将当前节点的下一个节点作为当前节点的前一个节点
pnext->next = current;//当前节点的前一个节点的指针域指向当前节点
current = pnext;//将下一个节点作为当前节点
pnext = prev;//前一个节点作为下一个节点
}
list->next = current;//头结点指针域指向当前节点，完成逆序
//重新给逆序后的各节点赋值新的序号
int i = 1;
while(current)
{
current->num = i++;
current = current->next;
}
}
参考博文：
小猪的数据结构辅助教程——2.2 线性表中的单链表（CSDN coder-pig）