C语言实现简单的单向链表（创建、插入、删除）及等效STL实现代码

实现个算法，懒得手写链表，于是用C++的forward_list，没有next()方法感觉很不好使，比如一个对单向链表的最简单功能要求：

input:

1 2 5 3 4

output:

1->2->5->3->4

相当于仅仅实现了插入、遍历2个功能（当然遍历功能稍微修改就是销毁链表了）

用纯C写了份测试代码

/* 基本数据结构的定义以及函数的声明 */
typedef int ElemType;

typedef struct Node
{
    ElemType elem;
    struct Node* next;
} Node, * NodePtr, **ForwardList;

NodePtr createNode(ElemType x);

void showList(ForwardList lst);

void destroyList(ForwardList lst);

// 创建元素为x的节点并插入到节点where后面
// 若where为NULL, 则插入到链表lst的首部作为首节点
// 返回新节点的指针
NodePtr insertAfterNode(NodePtr where, ElemType x,
        ForwardList lst);

/* 链表相关函数的具体实现 */
NodePtr createNode(ElemType x)
{
    NodePtr pNode = (NodePtr) malloc(sizeof(Node));
    if (pNode == NULL) {
        perror("malloc");
        exit();
    }

    pNode->elem = x;
    pNode->next = NULL;
    return pNode;
}

NodePtr insertAfterNode(const NodePtr where,
        ElemType x, ForwardList lst)
{
    NodePtr pNode = createNode(x);

    if (where == NULL) {
        *lst = pNode;
    } else {
        pNode->next = where->next;
        where->next = pNode;
    }

    return pNode;
}

void showList(ForwardList lst)
{
    printf("显示链表: ");
    NodePtr curr = *lst;
    while (curr->next != NULL) {
        printf("%d->", curr->elem);
        curr = curr->next;
    }
    printf("%d\n", curr->elem);
}

void destroyList(ForwardList lst)
{
    printf("销毁链表: ");
    NodePtr curr = *lst;
    while (curr != NULL) {
        NodePtr next = curr->next;
        printf("%d ", curr->elem);
        free(curr);
        curr = next;
    }
    printf("\n");
}

/* 测试代码 */
int main()
{
    NodePtr head = NULL;
    initListFromStdin(&head);
    showList(&head);
    destroyList(&head);
    return ;
}

三个部分都是写在一份代码里(forward_list.c)的，测试结果如下

$ ls
data.in  forward_list.c
$ cat data.in 

$ gcc forward_list.c -std=c99
$ ./a.out <data.in
显示链表: ->->->->
销毁链表:      

由于是不需要考虑周全的C代码，所以很多C++的一些工程性的技巧不需考虑，比如模板、const，说起来之前没把C代码封装成函数的时候就曾经导致链表的头节点被修改，最后销毁链表时，遍历后头节点直接指向了最后一个节点，导致前4个节点都没被销毁。如果合理地使用const，在编译期就能检查出来。

嘛，其实这么一写下来，C++的forward_list版本也就写出来了，毕竟我的链表插入函数就是模仿forward_list的，但是写出来有点别扭。因为需要遍历到倒数第2个节点停止，最后代码如下

#include <cstdio>
#include <forward_list>
using namespace std;

// 取得前向迭代器it的下一个迭代器
template <typename FwIter>
FwIter nextIter(FwIter it)
{
    return ++it;
}

int main()
{
    forward_list<int> lst;
    int x;

    for (auto it = lst.before_begin();
        fscanf(stdin, "%d", &x) == 1;
        )
    {
        it = lst.emplace_after(it, x);
    }

    // 按照a0->a1->...->an的格式输出
    auto it = lst.begin();
    while (nextIter(it) != lst.end())
    {
        printf("%d->", *it++);
    }
    printf("%d\n", *it);
    return 0;
}

既然C++不提供next()函数那就只有手写一个，因为迭代器传参数时拷贝了一份，所以nextIter()直接返回++it并不会对原迭代器进行修改，而是修改的原迭代器的拷贝。

注意一点就是，在顺序插入构建链表时需要记录链表最后一个节点，跟我的C代码实现风格一致（好吧其实我本来就是仿STL实现的）。

那么初始值就是before_begin()而不是begin()，因为空链表不存在begin()，确切的说空链表的初始节点为NULL。

测试代码，这里_M_node是glibc++的forward_list迭代器底层实现部分，并不是跨平台代码。迭代器相当于把节点地址进行了一层封装，而_M_node则是节点地址。

#include <forward_list>
#include <stdio.h>

int main()
{
    std::forward_list<int> lst;
    printf("begin()地址:        %p\n", lst.begin()._M_node);
    printf("before_begin()地址: %p\n", lst.before_begin()._M_node);
    return ;
}      

结果如下：

$ g++ test.cc -std=c++
$ ./a.out
begin()地址:        (nil)
before_begin()地址: 0x7fffb0896b60