鏈表的C語言實現方法
C語言的應用范圍廣泛，具備很強的數據處理能力，不僅僅是在軟件開發(fā)上，而且各類科研都需要用到C語言，適于編寫系統(tǒng)軟件，三維，二維圖形和動畫，具體應用比如單片機以及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)。以下是小編為大家搜索整理鏈表的C語言實現方法，希望能給大家?guī)韼椭?更多精彩內容請及時關注我們應屆畢業(yè)生考試網!
一、為什么用動態(tài)內存分配
但我們未學習鏈表的時候，如果要存儲數量比較多的同類型或同結構的數據的時候，總是使用一個數組。比如說我們要存儲一個班級學生的某科分數，總是定義一個float型(存在0.5分)數組：
float score[30];
但是，在使用數組的時候，總有一個問題困擾著我們：數組應該有多大?
在很多的情況下，你并不能確定要使用多大的數組，比如上例，你可能并不知道該班級的學生的人數，那么你就要把數組定義得足夠大。這樣，你的程序在運行時就申請了固定大小的你認為足夠大的內存空間。即使你知道該班級的學生數，但是如果因為某種特殊原因人數有增加或者減少，你又必須重新去修改程序，擴大數組的存儲范圍。這種分配固定大小的內存分配方法稱之為靜態(tài)內存分配。但是這種內存分配的方法存在比較嚴重的缺陷，特別是處理某些問題時：在大多數情況下會浪費大量的內存空間，在少數情況下，當你定義的數組不夠大時，可能引起下標越界錯誤，甚至導致嚴重后果。
那么有沒有其它的方法來解決這樣的外呢體呢?有，那就是動態(tài)內存分配。
所謂動態(tài)內存分配就是指在程序執(zhí)行的過程中動態(tài)地分配或者回收存儲空間的分配內存的方法。動態(tài)內存分配不象數組等靜態(tài)內存分配方法那樣需要預先分配存儲空間，而是由系統(tǒng)根據程序的需要即時分配，且分配的大小就是程序要求的大小。從以上動、靜態(tài)內存分配比較可以知道動態(tài)內存分配相對于景泰內存分配的特點：
1、不需要預先分配存儲空間;
2、分配的空間可以根據程序的需要擴大或縮小。
二、如何實現動態(tài)內存分配及其管理
要實現根據程序的需要動態(tài)分配存儲空間，就必須用到以下幾個函數
1、malloc函數
malloc函數的原型為：
void *malloc (unsigned int size)
其作用是在內存的動態(tài)存儲區(qū)中分配一個長度為size的連續(xù)空間。其參數是一個無符號整形數，返回值是一個指向所分配的連續(xù)存儲域的起始地址的指針。還有一點必須注意的是，當函數未能成功分配存儲空間(如內存不足)就會返回一個NULL指針。所以在調用該函數時應該檢測返回值是否為NULL并執(zhí)行相應的操作。
下例是一個動態(tài)分配的程序：
[cpp] view plaincopy
#include "malloc.h"
#include "stdlib.h"
main(void)
{
/*count是一個計數器，array是一個整型指針，也可以理解為指向一個整型數組的首地址*/
int count;
int *array;
array=malloc(10 * sizeof(int));
if(array==NULL)
{
printf("Out of memory!\n");
exit(1);
}
/*給數組賦值*/
for(count=0;count<10;count++)
{
array[count]=count;
}
/*打印數組元素*/
for(count=0;count<10;count++)
{
printf("%2d\n",array[count]);
}
}
上例中動態(tài)分配了10個整型存儲區(qū)域，然后進行賦值并打印。例中if((array(int *) malloc(10*sizeof(int)))==NULL)語句可以分為以下幾步：
1)分配10個整型的連續(xù)存儲空間，并返回一個指向其起始地址的整型指針
2)把此整型指針地址賦給array
3)檢測返回值是否為NULL
2、free函數
由于內存區(qū)域總是有限的，不能不限制地分配下去，而且一個程序要盡量節(jié)省資源，所以當所分配的內存區(qū)域不用時，就要釋放它，以便其它的變量或者程序使用。這時我們就要用到free函數。
其函數原型是：
void free(void *p)
作用是釋放指針p所指向的內存區(qū)。
其參數p必須是先前調用malloc函數或calloc函數(另一個動態(tài)分配存儲區(qū)域的函數)時返回的指針。給free函數傳遞其它的值很可能造成死機或其它災難性的后果。
注意：這里重要的是指針的值，而不是用來申請動態(tài)內存的指針本身。例：
int *p1,*p2;
p1=malloc(10*sizeof(int));
p2=p1;
……
free(p2) /*或者free(p2)*/
malloc返回值賦給p1，又把p1的值賦給p2，所以此時p1，p2都可作為free函數的參數。
malloc函數是對存儲區(qū)域進行分配的。
free函數是釋放已經不用的內存區(qū)域的。
所以由這兩個函數就可以實現對內存區(qū)域進行動態(tài)分配并進行簡單的管理了。
中 鏈表的C語言實現之單鏈表的實現
一、單鏈表的建立
有了動態(tài)內存分配的基礎，要實現鏈表就不難了。
所謂鏈表，就是用一組任意的存儲單元存儲線性表元素的一種數據結構。鏈表又分為單鏈表、雙向鏈表和循環(huán)鏈表等。我們先講講單鏈表。所謂單鏈表，是指數據接點是單向排列的。一個單鏈表結點，其結構類型分為兩部分：
1、數據域：用來存儲本身數據
2、鏈域或稱為指針域：用來存儲下一個結點地址或者說指向其直接后繼的指針。
例：
[cpp] view plaincopy
typedef struct node
{
char name[20];
struct node *link;
}stud;
這樣就定義了一個單鏈表的結構，其中char name[20]是一個用來存儲姓名的字符型數組，指針*link是一個用來存儲其直接后繼的指針。
定義好了鏈表的結構之后，只要在程序運行的時候數據域中存儲適當的數據，如有后繼結點，則把鏈域指向其直接后繼，若沒有，則置為NULL。
下面就來看一個建立帶表頭(若未說明，以下所指鏈表均帶表頭)的單鏈表的完整程序。
[cpp] view plaincopy
#include
#include
#include /*包含動態(tài)內存分配函數的頭文件*/
#define N 10 /*N為人數*/
typedef struct node
{
char name[20];
struct node *link;
}stud;
stud * creat(int n) /*建立單鏈表的函數，形參n為人數*/
{
stud *p,*h,*s;/* *h保存表頭結點的指針，*p指向當前結點的前一個結點，*s指向當前結點*/
int i;/*計數器*/
if((h=(stud *)malloc(sizeof(stud)))==NULL) /*分配空間并檢測*/
{
printf("不能分配內存空間!");
exit(0);
}
h->name[0]='\0'; /*把表頭結點的數據域置空*/
h->link=NULL; /*把表頭結點的鏈域置空*/
p=h; /*p指向表頭結點*/
for(i=0;i
{
if((s=(stud *) malloc(sizeof(stud)))==NULL) /*分配新存儲空間并檢測*/
{
printf("不能分配內存空間!");
exit(0);
}
p->link=s; /*把s的地址賦給p所指向的結點的鏈域，這樣就把p和s所指向的結點連接起來了*/
printf("請輸入第%d個人的姓名",i+1);
scanf("%s",s->name); /*在當前結點s的數據域中存儲姓名*/
s->link=NULL;
p=s;
}
return(h);
}
main()
{
int number; /*保存人數的變量*/
stud *head; /*head是保存單鏈表的表頭結點地址的指針*/
number=N;
head=creat(number);/*把所新建的單鏈表表頭地址賦給head*/
}
這樣就寫好了一個可以建立包含N個人姓名的單鏈表了。寫動態(tài)內存分配的程序應注意，請盡量對分配是否成功進行檢測。
鏈表的C語言實現之循環(huán)鏈表及雙向鏈表
一、循環(huán)鏈表
循環(huán)鏈表是與單鏈表一樣，是一種鏈式的存儲結構，所不同的是，循環(huán)鏈表的最后一個結點的指針是指向該循環(huán)鏈表的第一個結點或者表頭結點，從而構成一個環(huán)形的鏈。
循環(huán)鏈表的運算與單鏈表的運算基本一致。所不同的有以下幾點：
1、在建立一個循環(huán)鏈表時，必須使其最后一個結點的指針指向表頭結點，而不是象單鏈表那樣置為NULL。此種情況還使用于在最后一個結點后插入一個新的結點。
2、在判斷是否到表尾時，是判斷該結點鏈域的值是否是表頭結點，當鏈域值等于表頭指針時，說明已到表尾。而非象單鏈表那樣判斷鏈域值是否為NULL。
二、雙向鏈表
雙向鏈表其實是單鏈表的改進。
當我們對單鏈表進行操作時，有時你要對某個結點的直接前驅進行操作時，又必須從表頭開始查找。這是由單鏈表結點的結構所限制的.。因為單鏈表每個結點只有一個存儲直接后繼結點地址的鏈域，那么能不能定義一個既有存儲直接后繼結點地址的鏈域，又有存儲直接前驅結點地址的鏈域的這樣一個雙鏈域結點結構呢?這就是雙向鏈表。
在雙向鏈表中，結點除含有數據域外，還有兩個鏈域，一個存儲直接后繼結點地址，一般稱之為右鏈域;一個存儲直接前驅結點地址，一般稱之為左鏈域。在c語言中雙向鏈表結點類型可以定義為：
[cpp] view plaincopy
typedef struct node
{
int data; /*數據域*/
struct node *llink,*rlink; /*鏈域，*llink是左鏈域指針，*rlink是右鏈域指針*/
}JD;
當然，也可以把一個雙向鏈表構建成一個雙向循環(huán)鏈表。
雙向鏈表與單向鏈表一樣，也有三種基本運算：查找、插入和刪除。
雙向鏈表的基本運算：
1、查找
假若我們要在一個帶表頭的雙向循環(huán)鏈表中查找數據域為一特定值的某個結點時，我們同樣從表頭結點往后依次比較各結點數據域的值，若正是該特定值，則返回指向結點的指針，否則繼續(xù)往后查，直到表尾。
下例就是應用雙向循環(huán)鏈表查找算法的一個程序。
[cpp] view plaincopy
#include
#include
#define N 10
typedef struct node
{
char name[20];
struct node *llink,*rlink;
}stud;
stud * creat(int n)
{
stud *p,*h,*s;
int i;
if((h=(stud *)malloc(sizeof(stud)))==NULL)
{
printf("不能分配內存空間!");
exit(0);
}
h->name[0]=’\0’;
h->llink=NULL;
h->rlink=NULL;
p=h;
for(i=0;i
{
if((s= (stud *) malloc(sizeof(stud)))==NULL)
{
printf("不能分配內存空間!");
exit(0);
}
p->rlink=s;
printf("請輸入第%d個人的姓名",i+1);
scanf("%s",s->name);
s->llink=p;
s->rlink=NULL;
p=s;
}
h->llink=s;
p->rlink=h;
return(h);
}
stud * search(stud *h,char *x)
{
stud *p;
char *y;
p=h->rlink;
while(p!=h)
{
y=p->name;
if(strcmp(y,x)==0)
return(p);
else p=p->rlink;
}
printf("沒有查找到該數據!");
}
void print(stud *h)
{
int n;
stud *p;
p=h->rlink;
printf("數據信息為：\n");
while(p!=h)
{
printf("%s ",&*(p->name));
p=p->rlink;
}
printf("\n");
}
main()
{
int number;
char studname[20];
stud *head,*searchpoint;
number=N;
clrscr();
head=creat(number);
print(head);
printf("請輸入你要查找的人的姓名:");
scanf("%s",studname);
searchpoint=search(head,studname);
printf("你所要查找的人的姓名是:%s",*&searchpoint->name);
}
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