C语言编程入门——链表

链表是为克服数组的缺点，在内存空间中离散存储，但需要一个指针记住下一个结点的地址，以便可以将链表结点连接起来。

链表与数组的比较：

数组

优点：存取速度快。

缺点：插入和删除元素的效率很低；

需要一块连续的内存空间。

链表

专业术语

首节点

存放第一个有效数据的节点

尾节点

存放最后一个有效数据的节点

头结点

头结点的数据类型和首节点的类型是一样的（结构体变量类型）

头结点是首节点前面的那个节点，头结点并不存放有效数据，

设置头结点的目的是为了方便对链表的操作。

头指针

存放头结点地址的指针变量

优点：插入删除元素效率高；

不需要一块连续的很大的内存空间。

缺点：查找某个位置的元素效率低。

定义
链表的基本单元是节点，节点分为两部分：数据域和指针域，数据域用来存放有效数据，指针域存

放下一个节点的地址。所以链表的节点都是结构体变类型。

用创建链表时，链表必须为动态创建，以便其它函数对其进行操作。

要确定一个链表，只需链表的头指针即可，即函数参数只需一个。

链表的实现：

# include <stdio.h>
# include <malloc.h>
# include <stdlib.h>

struct Node //通过结构体定义节点
{
	int data; //创建数据域
	struct Node * pNext; //创建指针域
};

//函数声明
struct Node * CreateList(void);
void TraverseList(struct Node *);
bool isEmpty(struct Node *);

int main(void)
{
	struct Node * pHead; //创建头指针，用来存放头结点的地址。

	pHead = CreateList(); //CreateList()函数动态创建链表并返回头结点的地址。
	printf("\n");
	TraverseList(pHead); //函数参数只需头指针即可确定一个链表。

	return 0;
}

struct Node * CreateList(void) //函数返回值为struct Node * 类型。
{
	int len;
	int i;
	int val;

	struct Node * pHead = (struct Node *)malloc(sizeof(struct Node));
	if (NULL == pHead)
	{
		printf("分配头结点空间失败，程序终止！\n");
		exit(-1); //exit函数，退出程序。
	}
		
	struct Node * pTail = pHead; //创建尾指针指向尾节点
	pTail->pNext = NULL;

	printf("请输入链表的节点个数：len = ");
	scanf("%d", &len);

	for (i=0; i<len; ++i)
	{
		printf("请输入第%d个节点的值：", i+1);
		scanf("%d", &val);

		struct Node * pNew = (struct Node *)malloc(sizeof(struct Node)); //链表的不连续性在于它的内存空间在不断地一个个分配，而数组则是一次性分配完成。
		if (NULL == pNew)
		{
			printf("分配空间失败，程序终止！\n");
			exit(-1);
		}

		pNew->data = val;
		pTail->pNext = pNew;
		pNew->pNext = NULL;
		pTail = pNew; //递归
	}

	return pHead;
}

void TraverseList(struct Node * pHead) //遍历输出
{
	struct Node * p;

	if (isEmpty(pHead))
	{
		printf("链表为空！\n");
	}
	else
	{
		p = pHead->pNext; //使指针指向下一个节点
		printf("链表中的数据为：\n");
		while (NULL != p)
		{
			printf("%d  ", p->data);
			p = p->pNext;
		}
		printf("\n");
	}

	return;
}

bool isEmpty(struct Node * pHead)
{
	if (NULL == pHead)
		return true;
	else
		return false;
}

应用实例：学生信息管理系统

# include <stdio.h>
# include <malloc.h>

struct Student
{
	char name[20];
	int age;
	float score;
};

void Input(struct Student *, int);
void sort(struct Student *, int);
void Output(struct Student *, int);

int main(void)
{
	int len;
	struct Student * pArr;

	printf("请输入学生的个数：\n");
	printf("len = ");
	scanf("%d", &len);
	pArr = (struct Student *)malloc(len*sizeof(struct Student));

	Input(pArr, len);
	sort(pArr, len);
	printf("\n\n");
	printf("排序结果是：\n");
	Output(pArr, len);

	
	return 0;
}

void Input(struct Student * pArr, int len)
{
	int i;

	for (i=0; i<len; ++i)
	{
		printf("请输入第%d个学生的信息：\n", i+1);
		printf("name = ");
		scanf("%s", pArr[i].name); //结构体中name成员本身为数组，数组名name即为第一个元素的地址，不需要加&
		printf("age = ");
		scanf("%d", &pArr[i].age);
		printf("score = ");
		scanf("%f", &pArr[i].score);
	}
}

void sort(struct Student * pArr, int len)
{
	int i, j;
	struct Student t;

	for (i=0; i<len-1; ++i)
	{
		for (j=0; j<len-1-i; ++j)
		{
			if (pArr[j].score < pArr[j+1].score)
			{
				t = pArr[j];
				pArr[j] = pArr[j+1];
				pArr[j+1] = t;
			}
		}
	}
}

void Output(struct Student * pArr, int len)
{
	int i;

	for (i=0; i<len; ++i)
	{
		printf("第%d名学生的信息是：\n", i+1);
		printf("name = ");
		printf("%s",pArr[i].name);
		printf("\n");
		printf("age =");
		printf("%d", pArr[i].age);
		printf("\n");
		printf("score = ");
		printf("%f", pArr[i].score);
		printf("\n");
	}
}