C语言中的链表如何使用 [复制链接]

C语言中的链表是一种常见的数据结构，它在内存中通过节点之间的指针链接实现动态存储和访问数据。

链表的主要用途是存储和管理动态大小的数据集合，因为链表可以在运行时自由添加和删除节点，而不需要提前分配固定大小的内存。

01链表的历史

链表是一种经典的数据结构，可以追溯到20世纪60年代早期。它最早被发明用于操作系统中的内存管理，用于跟踪空闲和已使用的内存块，以便进行动态内存分配和释放。

C语言作为一种非常受欢迎的系统编程语言，自然而然地也开始使用链表作为其数据结构之一。链表在C语言中得到了广泛的应用，成为了C语言中不可或缺的一部分。许多C语言的标准库和开发工具中都包含了链表的实现。

随着时间的推移，其他编程语言也开始引入链表这种数据结构，成为了许多编程语言中的重要组成部分。虽然链表并不是所有编程任务的最佳解决方案，但在某些情况下，链表仍然是一种非常有用的数据结构。

02链表的作用

以下是一些链表的常见用途：

实现高效的数据结构：链表通常用于实现其他高效的数据结构，例如队列、栈和哈希表。链表提供了高效的插入和删除操作，可以在O(1)的时间内执行，而数组等其他数据结构需要进行大量的数据搬迁。

管理动态数据：链表是一种动态数据结构，可以自由添加和删除节点，因此它经常用于管理动态大小的数据集合，例如文件系统、操作系统内存管理和网络协议。

排序：链表可以用于实现排序算法，例如归并排序和快速排序。这些算法通常需要在运行时动态创建和删除节点，这正是链表的长处。

存储稀疏数据：链表也可用于存储稀疏数据结构，例如稀疏矩阵。由于链表可以有效地管理和存储无序的数据集合，因此它是一种有效的方法来存储稀疏数据。

03链表的使用案例

以下是一个简单的链表示例，这个代码演示了如何定义一个简单的链表，插入节点、删除节点和打印链表中所有节点数据。具体来说，定义了一个Node结构体作为链表节点，其中包括一个data成员变量用于存储节点数据，以及一个指向下一个节点的指针next。定义了insertNode函数用于将新节点插入到链表尾部，定义了deleteNode函数用于删除指定值的节点，定义了printList函数用于打印链表中所有节点数据。在main函数中，首先创建一个空的链表head，然后插入若干个节点，删除其中一个节点，最后打印链表中所有节点数据。

#includestdio.h#includestdlib.h//定义链表节点结构体structNode{intdata;structNode*next;};//插入节点到链表尾部voidinsertNode(structNode**headRef,intnewData){//分配新节点内存structNode*newNode=(structNode*)malloc(sizeof(structNode));structNode*lastNode=*headRef;//设置新节点数据newNode-data=newData;newNode-next=NULL;//如果链表为空，则将新节点作为头节点if(*headRef==NULL){*headRef=newNode;turn;}//找到链表尾部节点while(lastNode-next!=NULL){lastNode=lastNode-next;}//将新节点插入到尾部lastNode-next=newNode;turn;}//删除指定值的节点voiddeleteNode(structNode**headRef,intkey){structNode*temp=*headRef,*pv;//如果头节点就是要删除的节点，则将头节点移动到下一个节点if(temp!=NULLtemp-data==key){*headRef=temp-next;fe(temp);turn;}//找到要删除的节点while(temp!=NULLtemp-data!=key){pv=temp;temp=temp-next;}//如果找到了要删除的节点，则删除它if(temp!=NULL){pv-next=temp-next;fe(temp);}}//打印链表中的所有节点数据voidprintList(structNode*node){while(node!=NULL){printf("%d",node-data);node=node-next;}}//主函数intmain(){structNode*head=NULL;//插入节点insertNode(head,1);insertNode(head,2);insertNode(head,3);insertNode(head,4);insertNode(head,5);//删除节点deleteNode(head,3);//打印链表中所有节点数据printList(head);turn0;}

04其他语言中链表的替代

链表在其他编程语言中也有类似的替代品，如：

Python中的列表（list）和元组（tuple）：Python中的列表是可变的，可以动态增加或删除元素，可以实现链表的功能；元组是不可变的，可以实现只读链表的功能。

Java中的链表（LinkedList）和数组（Array）：Java中的链表是通过引用实现的，可以实现动态增加或删除元素的功能，类似于C语言中的链表；数组则是静态的数据结构，需要预先指定大小，不支持动态增删，但是可以通过拷贝数组并扩容的方式实现类似链表的功能。

C#中的链表（LinkedList）和数组（Array）：C#中的链表和Java中的LinkedList类似，也是通过引用实现的，支持动态增删元素的功能；数组则与Java中类似。

JavaScript中的数组（Array）和对象（Object）：JavaScript中的数组可以动态增加或删除元素，可以实现类似链表的功能；对象则可以通过属性引用的方式实现类似链表的功能。

总之，链表是一种常见的数据结构，其他编程语言中也有类似的实现，只是语法和实现方式可能有所不同。