无头结点的单链表（C语言）

1.单链表：

　　在顺序表中，用一组地址连续的存储单元来一次存放线性表的结点，因此结点的逻辑顺序与物理顺序是一致的。但链表却不同，链表是用一组任意的存储单元来存放 线性表的结点，这组存储单元可以是连续的，也可以是非连续的，甚至是零散分布在内存的任何位置上。因此，链表中结点的逻辑顺序与物理顺序不一定相同。为了正确表示节点间的逻辑关系，必须在存储线性表的每个数据元素的同时，存储指示其后继结点的地址信息，这两部分信息共同构成了单链表结点的结构，如下图:

结点包括两个域，数据域用来存放结点的值，指针域用来存储数据元素的直接后继的地址（或位置）。线性表正是通过每个结点的指针域将线性表的n个结点按其逻辑顺序连接在一起的。由于此线性表的每个节点只有一个next指针域，故将这种链表叫做单链表。

由于单链表中的每一个结点除了第一个节点外，它们的存储地址存放在其前驱结点的指针域中，由于第一个节点无前驱，所以应该设一个头指针指向第一个节点，本文中设置了first指针指向第一个结点。单链表中的最后一个节点无直接后继，所以指定单链表的最后一个结点的指针域为"空"（NULL）。

　　一般情况下，使用链表，只关心链表中结点的逻辑顺序，并不关心每个结点的实际存储位置，因此通常用箭头来表示链域中的指针，于是链表就可以更直观地画成用箭头链接起来的结点序列，如图：

　　有时候，为了操作的统一方便，可以在单链表的第一个结点前附设一个头结点，头结点的数据域可以存储一些关于线性表的长度等附加信息，也可以不存储任何信息，对头结点的数据域无特别规定，而头结点的指针域用来存储指向第一个结点的指针（即第一个结点的存储位置）。如果线性表为空，则头结点的指针域为"空"。如图所示：

　　    

2.单链表操作：

　　　头插过程：

　　头插的方式如上图所示。采用头插法得到的单链表的逻辑顺序与输入元素顺序相反，亦称头插法为逆序建表法。在这只介绍头插法的示意图，对于尾插、头删、尾删、可以参考《数据结构----用C语言描述》（耿国华主编）这本书。下面的代码中，实现了头插、尾插、头删、尾删，读者可以仔细研究研究。（本文所编写的代码是在VS2013编译环境下运行的）

3.运行代码：

　　Linklist.h文件包括各个操作函数的声明以及包含的头文件，test.c包含了测试代码，Linklist.c文件里主要是各个操作函数的具体实现。

 //Linklist.h
 #pragma once
 #include<stdio.h>
 #include<assert.h>
 #include<stdlib.h>

 typedef int LDataType;
 typedef struct Linklist
 {
     LDataType data;
     struct Linklist *next;
 }Linklist, *pLinklist;

 //接口函数
 pLinklist BuyNewNode(LDataType data);//动态生成新节点
 void InitLinklist(pLinklist *pL);//初始化单链表
 void PushBackLinklist(pLinklist *pL, LDataType data);//尾插
 void PushFrontLinklist(pLinklist *pL, LDataType data);//头插
 void PopBackLinklist(pLinklist *pL);//尾删
 void PopFrontLinklist(pLinklist *pL);//头删
 void PrintLinklist(Linklist *pL);//打印单链表
 pLinklist FindLinklist(pLinklist *pL, LDataType data);//查找指定元素,返回指定元素的位置
 void InsertLinklist(pLinklist *pL, pLinklist p, LDataType data);//指定位置插入
 void RemoveLinklist(pLinklist *pL, LDataType data);//删除第一个指定元素
 void RemoveAllLinklist(pLinklist *pL, LDataType data);//删除所有的指定元素
 int IsEmptyLinklist(pLinklist pL);//判断链表是否为空，为空返回1；不为空返回0；
 void DestoryLinklist(pLinklist *pL);//销毁单链表

 //Linklist.c
 #include"Linklist.h"
 pLinklist BuyNewNode(LDataType data)//生成新节点
 {
     pLinklist NewNode = (pLinklist)malloc(sizeof(Linklist));
     if (NewNode == NULL)
     {
         printf("动态开辟内存空间失败\n");
         return;
     }
     NewNode->data = data;
     NewNode->next = NULL;
     return NewNode;
 }
 void InitLinklist(pLinklist *pL)//初始化
 {
     assert(pL != NULL);
     (*pL) = NULL;
 }
 void PushBackLinklist(pLinklist *pL, LDataType data)//尾插
 {
     assert(pL != NULL);
     pLinklist NewNode = BuyNewNode(data);
     if (*pL == NULL)
     {
         *pL = NewNode;
         return;
     }
     pLinklist cur = *pL;
     while (cur->next)
     {
         cur = cur->next;
     }
     cur->next = NewNode;
 }
 void PushFrontLinklist(pLinklist *pL, LDataType data)//头插
 {
     assert(pL != NULL);
     pLinklist NewNode = BuyNewNode(data);
     if (*pL == NULL)
     {
         *pL = NewNode;
         return;
     }
     NewNode->next = *pL;
     *pL = NewNode;
 }
 int IsEmptyLinklist(pLinklist pL)//判断是否为空链表
 {
     if (pL == NULL)
         return ;
     return ;
 }
 void PopBackLinklist(pLinklist *pL)//尾删
 {
     assert(pL != NULL);
     if (IsEmptyLinklist(*pL))//链表为空，没有节点
     {
         printf("链表为空，删除操作失败\n");
         return;
     }
     pLinklist cur = *pL;
     pLinklist pre = NULL;//保存cur的前一个节点
     if (cur->next == NULL)//有一个节点
     {
         *pL = NULL;
         free(cur);
         cur = NULL;
         return;
     }
     while (cur->next)
     {
         pre = cur;
         cur = cur->next;
     }
     pre->next = NULL;
     free(cur);
     cur = NULL;
 }
 void PopFrontLinklist(pLinklist *pL)//头删
 {
     assert(pL != NULL);
     if (*pL == NULL)
     {
         printf("链表为空，删除操作失败\n");
         return;
     }
     pLinklist cur = *pL;
     *pL = cur->next;
     free(cur);
     cur = NULL;
 }
 pLinklist FindLinklist(pLinklist *pL, LDataType data)//查找指定元素,返回指定元素的位置
 {
     assert(pL != NULL);
     pLinklist cur = *pL;
     while (cur)
     {
         if (cur->data == data)
         {
             return cur;
         }
         cur = cur->next;
     }
     return NULL;
 }
 void InsertLinklist(pLinklist *pL, pLinklist p, LDataType data)//指定位置前面插入
 {
     assert(pL != NULL);
     pLinklist NewNode = BuyNewNode(data);
     pLinklist cur = *pL;
     while (cur->next != p)
     {
         cur = cur->next;
     }
     NewNode->next = p;
     cur->next = NewNode;
 }
 void RemoveLinklist(pLinklist *pL, LDataType data)//删除第一个指定元素
 {
     assert(pL != NULL);
     pLinklist cur = NULL;
     pLinklist p = *pL;
     pLinklist pre = NULL;
     cur = FindLinklist(pL, data);//找到要删除的指定元素
     if (cur == NULL)
     {
         printf("没找到要删除的指定元素，删除失败\n");
         return;
     }
     if (*pL == cur)//位于第一个节点
     {
         *pL= cur->next;
         free(cur);
         cur = NULL;
         return;
     }
     while (p!= cur)
     {
         pre = p;
         p = p->next;
     }
     pre->next = cur->next;
     free(cur);
     cur = NULL;
 }
 void RemoveAllLinklist(pLinklist *pL, LDataType data)//删除所有的指定元素
 {
     assert(pL != NULL);
     pLinklist cur = NULL;
     pLinklist p = *pL;
     pLinklist pre = *pL;
     while (p)
     {

         if (p->data == data && (*pL) == p)
         {
             pre = p;
             p = p->next;
             *pL = p;
             free(pre);
             pre = NULL;
         }
         else if (p->data == data)
         {
             cur = p;
             p = p->next;
             pre->next = p;
             free(cur);
             cur = NULL;
         }
         else
         {
             pre = p;
             p = p->next;
         }
     }

 }
 void PrintLinklist(Linklist *pL)//打印单链表
 {
     pLinklist cur = pL;
     while (cur)
     {
         printf("%d-->", cur->data);
         cur = cur->next;
     }
     printf("NULL\n");
 }
 void DestoryLinklist(pLinklist *pL)//销毁单链表，放置内存溢出
 {
     assert(pL != NULL);
     pLinklist cur = *pL;
     pLinklist pre = NULL;//保存cur的前一个节点
     if (*pL == NULL)
     {
         printf("链表为空\n");
         return;
     }
     if (cur->next == NULL)//只有一个节点
     {
         *pL = NULL;
         free(cur);
         cur = NULL;
         return;
     }
     while (cur)
     {
         pre = cur;
         cur = cur->next;
         free(pre);
         pre = NULL;
     }
 }

 //test.c测试函数
 #include"Linklist.h"

 void test()
 {
     pLinklist cur = NULL;//用来接收FindLinklist的返回值
     Linklist *first = NULL;
     InitLinklist(&first);//初始化
     //PushBackLinklist(&first, 1);//尾插元素
     //PushBackLinklist(&first, 2);
     //PushBackLinklist(&first, 3);
     //PushBackLinklist(&first, 4);
     //PushBackLinklist(&first, 5);
     //PrintLinklist(first);//打印单链表
     PushFrontLinklist(&first, );//头插元素
     PushFrontLinklist(&first, );
     PushFrontLinklist(&first, );
     PushFrontLinklist(&first, );
     PushFrontLinklist(&first, );
     //PopBackLinklist(&first);//尾删一个节点
     //PopFrontLinklist(&first);//头删一个节点
     //PrintLinklist(first);//打印单链表
     //DestoryLinklist(&first);
     //cur = FindLinklist(&first, 8);
     //InsertLinklist(&first, cur, 11);
     //printf("在8前面插入11得:");
     //PrintLinklist(first);//打印单链表
     //printf("删除11得:");
     //RemoveLinklist(&first, 11);
     //PrintLinklist(first);
     PushFrontLinklist(&first, );
     PushFrontLinklist(&first, );
     //RemoveLinklist(&first, 7);
     RemoveAllLinklist(&first, );
     PrintLinklist(first);

     //RemoveAllLinklist(&first, 7);//删除所有的7
 }
 int main()
 {
     test();
     system("pause");
     return ;
 }

 4.尾插法建立单链表如下图：

　　测试图：                                                                                                                         运行图：

 

 5.头插法建立单链表如下图：

　　 测试图：                                                                                    运行图：

 

6.头删和尾删一个结点：

　　测试图：                                                                              运行图：

 

 7.在指定位置插入元素：

　　测试图：                                                                          运行图：

 

　　 除这几个操作外，还有删除指定元素RemoveLinklist（删除第一个找到的指定元素），删除所有的指定元素RemoveAllLinklist。因为本文中单链表的结点是动态开辟的，因此还要实现销毁函数DestoryLinklist，防止内存泄漏。