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如何用c语言实现单链表的创建并输出

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如何用c语言实现单链表的创建并输出

在C语言中实现单链表的创建并输出，可以通过以下几个步骤：定义链表节点、创建新节点、插入节点、遍历并输出链表。 单链表是一种常用的数据结构，由一系列节点组成，每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。以下是详细的实现步骤和代码示例。

一、定义链表节点

首先，我们需要定义链表节点的结构体。每个节点包含两个部分：数据部分和指向下一个节点的指针部分。

#include <stdio.h>


#include <stdlib.h>


// 定义链表节点结构体


struct Node {


    int data;


    struct Node* next;


};

二、创建新节点

创建新节点并初始化其数据和指针。一个常见的方法是编写一个函数来创建并返回新节点。

// 创建新节点


struct Node* createNode(int data) {


    struct Node* newNode = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));


    if (!newNode) {


        printf("Memory allocation errorn");


        exit(1);


    }


    newNode->data = data;


    newNode->next = NULL;


    return newNode;


}

三、插入节点

我们可以插入节点到链表的头部、尾部或中间。这里我们演示如何在链表的尾部插入节点。

// 在链表尾部插入节点


void insertAtEnd(struct Node head, int data) {


    struct Node* newNode = createNode(data);


    if (*head == NULL) {


        *head = newNode;


    } else {


        struct Node* temp = *head;


        while (temp->next != NULL) {


            temp = temp->next;


        }


        temp->next = newNode;


    }


}

四、遍历并输出链表

编写一个函数来遍历链表并输出每个节点的数据。

// 遍历并输出链表


void printList(struct Node* head) {


    struct Node* temp = head;


    while (temp != NULL) {


        printf("%d -> ", temp->data);


        temp = temp->next;


    }


    printf("NULLn");


}

五、完整示例代码

以下是将上述步骤结合在一起的完整示例代码：

#include <stdio.h>


#include <stdlib.h>


// 定义链表节点结构体


struct Node {


    int data;


    struct Node* next;


};


// 创建新节点


struct Node* createNode(int data) {


    struct Node* newNode = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));


    if (!newNode) {


        printf("Memory allocation errorn");


        exit(1);


    }


    newNode->data = data;


    newNode->next = NULL;


    return newNode;


}


// 在链表尾部插入节点


void insertAtEnd(struct Node head, int data) {


    struct Node* newNode = createNode(data);


    if (*head == NULL) {


        *head = newNode;


    } else {


        struct Node* temp = *head;


        while (temp->next != NULL) {


            temp = temp->next;


        }


        temp->next = newNode;


    }


}


// 遍历并输出链表


void printList(struct Node* head) {


    struct Node* temp = head;


    while (temp != NULL) {


        printf("%d -> ", temp->data);


        temp = temp->next;


    }


    printf("NULLn");


}


// 主函数


int main() {


    struct Node* head = NULL;


    insertAtEnd(&head, 10);


    insertAtEnd(&head, 20);


    insertAtEnd(&head, 30);


    insertAtEnd(&head, 40);


    printf("Created linked list: ");


    printList(head);


    return 0;


}

一、定义链表节点的结构

在C语言中，链表的每个节点通常由一个结构体表示。这个结构体包含两个部分：一个是存储数据的部分，另一个是指向下一个节点的指针。

// 定义节点结构体


struct Node {


    int data; // 数据域


    struct Node* next; // 指向下一个节点的指针


};

在上面的定义中，data是存储数据的部分，next是指向下一个节点的指针。通过这种方式，每个节点都可以链接到下一个节点，从而形成一个链表。

二、创建新节点

为了创建新节点，我们需要编写一个函数，该函数分配内存并初始化节点的数据和指针。

struct Node* createNode(int data) {


    struct Node* newNode = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));


    if (!newNode) {


        printf("Memory allocation errorn");


        exit(1);


    }


    newNode->data = data;


    newNode->next = NULL;


    return newNode;


}

在这个函数中，我们使用malloc函数分配内存。如果内存分配失败，程序将打印错误信息并退出。然后，我们初始化节点的数据和指针，并返回新节点的地址。

三、在链表中插入节点

在链表中插入节点有多种方式，例如在链表头部插入、在链表尾部插入以及在链表中间插入。这里我们主要讨论在链表尾部插入节点。

void insertAtEnd(struct Node head, int data) {


    struct Node* newNode = createNode(data);


    if (*head == NULL) {


        *head = newNode;


    } else {


        struct Node* temp = *head;


        while (temp->next != NULL) {


            temp = temp->next;


        }


        temp->next = newNode;


    }


}

在这个函数中，我们首先创建一个新节点。如果链表为空（即*head为NULL），我们将新节点设置为链表的头节点。否则，我们遍历链表直到找到最后一个节点，并将新节点插入到最后一个节点的后面。

四、遍历并输出链表

为了遍历并输出链表，我们可以编写一个简单的函数，该函数从头节点开始，逐个访问每个节点并打印节点的数据。

void printList(struct Node* head) {


    struct Node* temp = head;


    while (temp != NULL) {


        printf("%d -> ", temp->data);


        temp = temp->next;


    }


    printf("NULLn");


}

在这个函数中，我们从头节点开始，逐个访问每个节点并打印节点的数据。最后，我们打印NULL表示链表的结束。

五、完整示例代码

以下是将上述步骤结合在一起的完整示例代码：

#include <stdio.h>


#include <stdlib.h>


// 定义链表节点结构体


struct Node {


    int data;


    struct Node* next;


};


// 创建新节点


struct Node* createNode(int data) {


    struct Node* newNode = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));


    if (!newNode) {


        printf("Memory allocation errorn");


        exit(1);


    }


    newNode->data = data;


    newNode->next = NULL;


    return newNode;


}


// 在链表尾部插入节点


void insertAtEnd(struct Node head, int data) {


    struct Node* newNode = createNode(data);


    if (*head == NULL) {


        *head = newNode;


    } else {


        struct Node* temp = *head;


        while (temp->next != NULL) {


            temp = temp->next;


        }


        temp->next = newNode;


    }


}


// 遍历并输出链表


void printList(struct Node* head) {


    struct Node* temp = head;


    while (temp != NULL) {


        printf("%d -> ", temp->data);


        temp = temp->next;


    }


    printf("NULLn");


}


// 主函数


int main() {


    struct Node* head = NULL;


    insertAtEnd(&head, 10);


    insertAtEnd(&head, 20);


    insertAtEnd(&head, 30);


    insertAtEnd(&head, 40);


    printf("Created linked list: ");


    printList(head);


    return 0;


}

在这个示例中，我们首先定义了链表节点的结构体，并编写了创建新节点和在链表尾部插入节点的函数。然后，我们在主函数中创建了一个链表，并插入了一些节点。最后，我们遍历并输出了链表。

六、链表的其他操作

除了创建和输出链表，我们还可以对链表进行其他操作，例如删除节点、查找节点等。下面是一些常见的链表操作。

1、删除节点

为了从链表中删除节点，我们需要找到要删除的节点，并将其前一个节点的指针指向要删除节点的下一个节点。

void deleteNode(struct Node head, int key) {


    struct Node* temp = *head;


    struct Node* prev = NULL;


    // 如果头节点是要删除的节点


    if (temp != NULL && temp->data == key) {


        *head = temp->next;


        free(temp);


        return;


    }


    // 查找要删除的节点


    while (temp != NULL && temp->data != key) {


        prev = temp;


        temp = temp->next;


    }


    // 如果找不到要删除的节点


    if (temp == NULL) return;


    // 将前一个节点的指针指向要删除节点的下一个节点


    prev->next = temp->next;


    free(temp);


}

在这个函数中，我们首先检查头节点是否是要删除的节点。如果是，我们将头节点指针指向下一个节点，并释放头节点的内存。否则，我们遍历链表找到要删除的节点，并将其前一个节点的指针指向要删除节点的下一个节点。

2、查找节点

为了在链表中查找节点，我们可以编写一个函数，该函数从头节点开始，逐个访问每个节点并检查节点的数据是否匹配。

struct Node* searchNode(struct Node* head, int key) {


    struct Node* temp = head;


    while (temp != NULL) {


        if (temp->data == key) {


            return temp;


        }


        temp = temp->next;


    }


    return NULL;


}

在这个函数中，我们从头节点开始，逐个访问每个节点并检查节点的数据是否匹配。如果找到匹配的节点，我们返回该节点的地址。否则，我们返回NULL表示找不到匹配的节点。

七、链表的应用

链表是一种灵活的数据结构，适用于多种应用场景。例如：

  1. 动态内存分配：链表可以在运行时动态分配内存，适用于需要频繁插入和删除操作的场景。
  2. 实现栈和队列：链表可以用来实现栈和队列等数据结构。
  3. 图的表示：在图的表示中，链表可以用来存储邻接表。

通过本文的介绍，我们了解了如何用C语言实现单链表的创建并输出，以及链表的其他常见操作。希望这些内容对您有所帮助。

相关问答FAQs：

1. 什么是单链表？
单链表是一种常见的数据结构，由一系列节点组成，每个节点包含数据和一个指向下一个节点的指针。它的特点是插入和删除操作的时间复杂度为O(1)，但访问某个节点的时间复杂度为O(n)。

2. 如何用C语言创建一个单链表？
要创建一个单链表，首先需要定义一个节点结构，包含数据和指向下一个节点的指针。然后，通过动态内存分配函数malloc()来分配节点的内存空间，并将节点的地址赋给指针变量。最后，通过指针变量将节点连接起来，形成链表。

3. 如何用C语言输出单链表的内容？
要输出单链表的内容，需要使用一个指针变量来遍历链表。从链表的头节点开始，通过指针变量依次访问每个节点，并输出节点的数据。直到指针变量指向最后一个节点，即指针变量的值为NULL，表示链表结束。

原创文章，作者：Edit1，如若转载，请注明出处：https://docs.pingcode.com/baike/1518467

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