下图展示了单链表的基本结构：
head指针是链表的头指针，指向第一个节点，每个节点的next指针域指向下一个节点，最后一个节点的next指针域为NULL，在图中用0表示。
下面先来看程序（栈的链式存储实现，另外一个实现点这里）和对应的输出（注意输出前进行了链表反转（见《单链表反转》，否则程序后面的while循环输出的顺序是250，200，100），接着来分析程序：
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/* linkedlist.h */ #ifndef LINKEDLIST_H #define LINKEDLIST_H typedef struct node *link; struct node { unsigned char item; link next; }; link make_node(unsigned char item); void free_node(link p); link search(unsigned char key); void insert(link p); void deletep(link p); void traverse(void (*visit)(link)); void reverse(void); void destroy(void); void push(link p); link pop(void); #endif |
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/* linkedlist.c */ #include <stdlib.h> #include <stdio.h> #include "linkedlist.h" static link head = NULL; link make_node(unsigned char item) { link p = malloc(sizeof(*p)); p->item = item; p->next = NULL; printf("make node from Item %d\n", item); return p; } void free_node(link p) { printf("free node ...\n"); free(p); } link search(unsigned char key) { link p; printf("search by key %d\n", key); for (p = head; p; p = p->next) if (p->item == key) return p; return NULL; } void insert(link p) { printf("insert node from head ...\n"); p->next = head; head = p; } /* void delete(link p) { link pre; printf("delete node from ptr ...\n"); if (p == head) { head = p->next; return; } for (pre = head; pre; pre = pre->next) if (pre->next == p) { pre->next = p->next; return; } } */ void deletep(link p) { link *pnext; printf("delete node from ptr ...\n"); for (pnext = &head; *pnext; pnext = &(*pnext)->next) if (*pnext == p) { *pnext = p->next; return; } } void traverse(void (*visit) (link)) { link p; printf("linkedlist traverse ...\n"); for (p = head; p; p = p->next) visit(p); } void reverse(void) { link pnode = head; link pprev = NULL; printf("reverse linkedlist ...\n"); while (pnode != NULL) { // get the next node, and save it at pNext link pnext = pnode->next; // reverse the linkage between nodes pnode->next = pprev; // move forward on the the list pprev = pnode; pnode = pnext; } head = pprev; } void destroy(void) { link q, p = head; printf("destory linkedlist ...\n"); head = NULL; while (p) { q = p; p = p->next; free_node(q); } } void push(link p) { printf("push item from head ...\n"); insert(p); } link pop(void) { if (head == NULL) return NULL; else { link p = head; printf("pop item from head ...\n"); head = head->next; return p; } } |
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> File Name: main.c > Author: Simba > Mail: [email protected] > Created Time: Fri 28 Dec 2012 01:22:24 PM CST ************************************************************************/ #include<stdio.h> #include "linkedlist.h" void print_item(link p) { printf("print item %d \n", p->item); } int main(void) { link p = make_node(10); insert(p); p = make_node(5); insert(p); p = make_node(90); insert(p); p = search(5); deletep(p); free_node(p); traverse(print_item); destroy(); printf("..................\n"); p = make_node(100); push(p); p = make_node(200); push(p); p = make_node(250); push(p); reverse();//链表反转 while ((p = pop())) { print_item(p); free_node(p); } return 0; } |
输出为：
分析：
在初始化时把头指针head初始化为NULL，表示空链表（不带头结点）。然后main函数调用make_node创建几个节点，分别调用insert插入到链表中。
链表的插入操作如下图：
正如上图所示，insert函数虽然简单，其中也隐含了一种特殊情况（Special Case）的处理，当head为NULL时，执行insert操作插入第一个节点之后，head指向第一个节点，而第一个节点的next指针域成为NULL，这很合理，因为它也是最后一个节点。所以空链表虽然是一种特殊情况，却不需要特殊的代码来处理，和一般情况用同样的代码处理即可，这样写出来的代码更简洁，但是在读代码时要想到可能存在的特殊情况。当然，insert函数传进来的参数p也可能有特殊情况，传进来的p可能是NULL，甚至是野指针，本章的函数代码都假定调用者的传进来的参数是合法的，不对参数做特别检查。事实上，对指针参数做检查是不现实的，如果传进来的是NULL还可以检查一下，如果传进来的是野指针，根本无法检查它指向的内存单元是不是合法的，C标准库的函数通常也不做这种检查，例如strcpy(p, NULL)就会引起段错误。
接下来main函数调用search在链表中查找某个节点，如果找到就返回指向该节点的指针，找不到就返回NULL。
search函数其实也隐含了对于空链表这种特殊情况的处理，如果是空链表则循环体一次都不执行，直接返回NULL。
然后main函数调用delete从链表中摘除用search找到的节点，最后调用free_node释放它的存储空间。
链表的删除操作如下图：
从上图可以看出，要摘除一个节点需要首先找到它的前趋然后才能做摘除操作，而在单链表中通过某个节点只能找到它的后继而不能找到它的前趋，所以删除操作要麻烦一些，需要从第一个节点开始依次查找要摘除的节点的前趋。delete操作也要处理一种特殊情况，如果要摘除的节点是链表的第一个节点，它是没有前趋的，这种情况要用特殊的代码处理，而不能和一般情况用同样的代码处理。这样很不爽，能不能把这种特殊情况转化为一般情况呢？可以把delete函数改成上述程序那样：
消除特殊情况的链表删除操作如下图：
定义一个指向指针的指针pnext，在for循环中pnext遍历的是指向链表中各节点的指针域，这样就把head指针和各节点的next指针统一起来了，可以在一个循环中处理。（其实增加一个头节点也可以消除delete的特殊情况《线性表的链式存储结构》）
然后main函数调用traverse函数遍历整个链表，调用destroy函数销毁整个链表。
参考：《linux c 编程一站式学习》