c语言链表的用法
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c语言链表的用法
链表是数据结构中比较基础也是比较重要的类型之一，那么有了数组，为什么我们还需要链表呢！或者说设计链表这种数据结构的初衷在哪里？下面小编就为大家介绍下c语言链表的用法。
c语言枚举的用法如下：
这是因为，在我们使用数组的时候，需要预先设定目标群体的个数，也即数组容量的大小，然而实时情况下我们目标的个数我们是不确定的，因此我们总是要把数组的容量设置的很大，这样以来就浪费了很多的空间。另外，数组在进行插入操作和删除操作的时候，在插入或者删除制定元素之后，我们往往需要进行循环移位，这增加了我们的线性开销。
这是因为，在我们使用数组的时候，需要预先设定目标群体的个数，也即数组容量的大小，然而实时情况下我们目标的个数我们是不确定的，因此我们总是要把数组的容量设置的很大，这样以来就浪费了很多的空间。另外，数组在进行插入操作和删除操作的时候，在插入或者删除制定元素之后，我们往往需要进行循环移位，这增加了我们的线性开销。
正是由于以上的两种主要原因，链表被设计出来用于一般表的操作。为了避免上面描述数组的两种弊端，我们希望链表有一下的特点
1 可以灵活的扩展自己的长度。
2 存储地址不连续，删除或者插入操作的时候不需要循环移位。
要实现以上两个特点，我们需既要保证每个节点的独立性，又要保存相邻两个节点的联系。
为此，链表一般被设计为下面的形式。
Node--->Node---->Node
链表是由一个一个的节点组成的，可以方便和自由的插入未知个Node，前一个节点中用指针保存着下一个节点的位置，这样以来便顺利的完成了我们对链表的两点期望，但是唯一的缺点是增加了额外的空间消耗。
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链表的定义：
链表的定义一般使用结构体，在看《数据结构与算法分析》这本书的时候发现，书中频繁的使用typedef的关键字，结果真的很棒不仅保持的代码的整洁程度，也让我们在下面的编码过程中少见了很多烦人的指针（当然指针还是一直存在的）。所以这里也借用了书中的定义方法。
struct Node;
typedef struct Node* PtrNode;
typedef PtrNode Position;
typedef PtrNode List;
struct Node{
int Value;
PtrNode Next;
};
下面接着书写一个建立链表的函数，输入每个节点的值，直到这个值是-1的时候函数结束。
在这个里面，我以前一直搞不明白为什么需要定义三个Node *，现在终于了解了，最终还是复习了指针的内容明白的，这里说一下指针实现链表对指针的操作很频繁，需要比较扎实的掌握了指针之后，在来看链表会轻松很多。在下面的一段程序里，我分别定义了head/p/tmp这三个指向节点结构体的指针，head的主要作用就像一个传销头目，他会主动联系上一个下线p，然后他就什么也不干了，p接着去发展一个又一个的下线tmp，结果一串以head为首的链表就出来了。
起先，我总觉得有了head，为什么还要p，这是因为如果直接使用head去指向下一个节点，head的位置也是不断在移动的，即它永远处于链表的尾端，这样当我们返回链表的时候，其实是空值。所以，我们需要p这个中转环节。（其实，这种做法在指针中非常普遍，大部分有返回指针类型的函数中，都会首先定义一个指针变量来保存函数的传入的参数，而不是对参数直接进行操作）。
?
/*
函数功能：创建一个链表
函数描述：每次输入一个新的整数，即把新增加一个节点存放该整数，
当输入的整数为-1时，函数结束。
*/
List create()
{
int n=0;
Position p,head,tmp;
head=NULL;
tmp=malloc(sizeof(struct Node));
if(tmp==NULL)
{
printf("tmp malloc failed!\n");
return NULL;
}
else
{
p=tmp;
printf("please input the first node's message!\n");
scanf("%d",&(tmp->Value));
}
while(tmp->Value!=-1)
{
n+=1;
if(n==1)
{
head=p;
tmp->Next=NULL;
}
else
{
p->Next=tmp;
}
p=tmp;
tmp=malloc(sizeof(struct Node));
printf("please input the %d node!\n",n+1);
scanf("%d",&(tmp->Value));
}
p->Next=NULL;
free(tmp); //free函数free掉的只是申请的空间，但是指针还是依然存在的。
tmp=NULL;
return head;
}
接下来，在写一个删除链表节点的函数，输入一个整数然后遍历链表节点，当链表节点的值与该整数相等的时候，即把该节点删除。
在完成这个函数首先一定要把这个过程思考清楚，不可否认我之前是一个上来就敲代码的人，看了《剑指offer》感觉这种习惯是程序员的大忌，甚至还想写一篇博客，名字都想好了《程序员的自我修养之思考在前，代码在后》。其实想想也是，我们写程序的目的是为了解决问题，而不是为了简单的写程序，纯粹的让程序跑起来大概只会在上学那会存在吧！真实的程序开发中需要考虑几乎所有 能想到的实际问题，所以无论程序再下，一要学会先思考清楚，再下笔写程序。
关于这个函数,我们要想到的是：
1 如果链表为空，我们该怎么做，当然是直接返回。
2 如果要删除的元素为头节点该怎么办？
3 如果要删除的元素为尾节点该怎么办？
当注意到以上三个部分，我们的程序就可能避免掉了输入链表为空，程序直接崩溃的现象，也可以避免删除元素值为头节点时删不掉的尴尬。我们的程序就有了一定的鲁棒性。
下面着重考虑链表的删除的实现：
list： ???? Node_a->Node_b->Node_c->Node_d;
?????????????? list ?????? tmp???????? p
?
?? -------> ?????? ? ? ? tmp->Next=p->Next;
?
?
list:?????? Node_a->Node_b----------->Node_d
????????????????????????????????????? free(p)
假设我们要删除的节点为上图的Node_c;假设我们能够找到Node_c的前一个位置tmp和被删除节点位置p的话;这个时候我们只需要执行tmp->Next=p->Next即可。
只要完成上面的分析以及考虑到各种情况，我们完成下面的代码就水到渠成了。
/*
函数功能：删除链表中指定值的节点（如果存在多个，只删除第一个）
本例中输入一个整数，删除链表节点值为这个整数的节点。
*/
List DeleteNode(List list)
{
Position p,tmp;
int value;
if(list==NULL)
{
printf("The list is null,function return!\n");
return NULL;
}
else
{
printf("please input the delete Node's value:\n");
scanf("%d",&value);
}
p=list;
if(p->Value==value)
{
list=p->Next;
free(p);
p=NULL;
return list;
}
while(p!=NULL&&p->Value!=value)
{
tmp=p;
p=p->Next;
}
if(p->Value==value)
{
if(p->Next!=NULL){
tmp->Next=p->Next;
}
else
{
tmp->Next=NULL;
}
free(p);
p=NULL;
}
return list;
}
?关于链表的使用场景分析:
链表在程序开发中用到的频率还是非常高的，所以在高级语言中往往会对链表进行一些实现，比如STL中list以及Java中也有类似的东西。在目前的服务器端开发，主要运用链表来接收一些从数据中取出来的数据进行处理。
即使你不知道链表的底层实现，仍然可以成功的运用STL里面的现成的东西。但是作为一个学习者，我觉得会使用和从底层掌握仍然是两个不同的概念，linux之父说：“talk is less，show you code”。
以下的程序，用链表模拟了一个电话通讯录的功能，包括添加联系人，查找联系人，以及删除联系人。
PS：关于鲁棒性，程序中最大的危险是使用了gets这个函数，目前先保留使用gets，等待找到工作之后在做进一步的程序完善。（尼玛，读书去。。。应届生，找个工作他妈咋这么难呢！?? 工作经验，工作经验，艹，那个大牛一出校门就什么都会。）
?
/**************************************************************************
Programe:
This is a phone list write by list
The programe is just prictise for list
Author: heat nan
Mail:964465194@qq.com
Data:2015/07/27
**************************************************************************/
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
#define N 25
#define M 15
struct node;
typedef struct node* p_node;
typedef p_node List;
typedef p_node Position;
typedef struct node** PList;
struct node{
char name[N];
char number[M];
Position next;
};
int JudgeNameExist(List list,char* name);
void AddPerson(PList list);
void PrintList(List list);
List FindPerson(List list);
List FindPersonByName(List list,char* name);
int AddPersonByName(PList list,List node);
int DeletePersonByName(PList list,char* name);
void DeletePerson(PList list);
int main()
{
List list=NULL;
Position p;
char cmd[100];
while(1)
{
printf(" MAIN \n");
printf(" ******* 1 add a person *******\n");
printf(" ******* 2 show the phone list *******\n");
printf(" ******* 3 find from phone list *******\n");
printf(" ******* 4 delete from phone list *******\n\n\n");
printf("Please input the cmd number:\n");
gets(cmd);
switch(cmd[0])
{
case '1':
AddPerson(&list);
break;
case '2':
PrintList(list);
break;
case '3':
FindPerson(list);
break;
case '4':
DeletePerson(&list);
break;
default:
printf("wrong cmd!\n");
break;
}
}
return 0;
}
/*
Function:判断要添加的联系人名称是否已经存在于电话簿中.
Input: List 电话列表,name 要添加的联系人的姓名.
Return: 已经存在返回1,不存在返回0.
*/
int JudgeNameExist(List list,char* name)
{
if(FindPersonByName(list,name)!=NULL)
return 1;
else
return 0;
}
/*
Function:根据输入的姓名查找联系人的信息节点
Input: 要输入的电话列表list,姓名name
Return: 返回查找到的节点
*/
List FindPersonByName(List list,char* name)
{
while(list!=NULL)
{
if(strcmp(list->name,name)==0)
break;
list=list->next;
}
return list;
}
/*
Function:根据姓名添加新的联系人到联系人列表
Input: 指向联系人列表地址的指针， 新用户节点
Return: 添加成功返回1，添加失败返回0
*/
int AddPersonByName(PList list,List node)
{
if(node==NULL)
{
printf("the node is NULL!\n");
return 0;
}
if(*list==NULL)
{
*list=node;
return 1;
}
List pHead=*list;
while(pHead->next!=NULL)
pHead=pHead->next;
pHead->next=node;
return 1;
}
void AddPerson(PList list)
{
Position tmp;
Position p_head;
tmp=(struct node*)malloc(sizeof(struct node));
char name[N];
char number[M];
if(tmp==NULL)
{
printf("malloc the tmp node failed in function add person!\n");
}
else
{
printf("please input the name:\n");
gets(name);
printf("please input the number:\n");
gets(number);
strcpy(tmp->name,name);
strcpy(tmp->number,number);
tmp->next=NULL;
}
if(JudgeNameExist(*list,name)==1)
{
free(tmp);
printf("the name have already exist!\n");
return;
}
AddPersonByName(list,tmp);
}
/*
Function: 打印联系人列表
Input： 联系人列表
*/
void PrintList(List list)
{
Position show;
show=list;
if(show==NULL)
{
return ;
}
printf("Now,we print the phone list:\n");
while(show!=NULL)
{
printf("Name:%s Number:%s\n",show->name,show->number);
show=show->next;
}
}
List FindPerson(List list)
{
char name[N];
Position pHead=list;
printf("please input the name you will find:\n");
gets(name);
Position node=FindPersonByName(list,name);
if(node!=NULL)
printf("find success! name-> %s number-> %s\n",node->name,node->number);
else
printf("find failed!\n");
return node;
}
/*
Function:根据姓名删除联系人
Input： 指向联系人地址的指针，联系人姓名
Output： 删除成功返回1，失败返回0
*/
int DeletePersonByName(PList list,char* name)
{
if(*list==NULL||name==NULL)
return 0;
List pHead=*list;
if(strcmp(pHead->name,name)==0)
{
*list=pHead->next;
free(pHead);
pHead->next==NULL;
return 0;
}
List tmp=pHead->next;
while(tmp!=NULL)
{
if(strcmp(tmp->name,name)==0)
{
pHead->next=tmp->next;
free(tmp);
tmp->next=NULL;
return 1;
}
pHead=tmp;
tmp=tmp->next;
}
return 0;
}
void DeletePerson(PList list)
{
List pHead=*list;
if(pHead==NULL)
{
printf("there is no person you can delet\n");
return ;
}
char name[N];
printf("please input the name:\n");
gets(name);
DeletePersonByName(list,name);
}