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C语言链表的概念

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在【例7-8】中采用了动态分配的办法为一个结构分配内存空间。每一次分配一块空间可用来存放一个学生的数据,我们可称之为一个结点。有多少个学生就应该申请分配多少块内存空间,也就是说要建立多少个结点。当然用结构数组也可以完成上述工作,但如果预先不能准确把握学生人数,也就无法确定数组大小。而且当学生留级、退学之后也不能把该元素占用的空间从数组中释放出来。

用动态存储的方法可以很好地解决这些问题。有一个学生就分配一个结点,无须预先确定学生的准确人数,某学生退学,可删去该结点,并释放该结点占用的存储空间。从而节约了宝贵的内存资源。另一方面,用数组的方法必须占用一块连续的内存区域。而使用动态分配时,每个结点之间可以是不连续的(结点内是连续的)。结点之间的联系可以用指针实现。 即在结点结构中定义一个成员项用来存放下一结点的首地址,这个用于存放地址的成员,常把它称为指针域

可在第一个结点的指针域内存入第二个结点的首地址,在第二个结点的指针域内又存放第三个结点的首地址,如此串连下去直到最后一个结点。最后一个结点因无后续结点连接,其指针域可赋为0。这样一种连接方式,在数据结构中称为“链表”。

下图为最一简单链表的示意图。

图中,第0个结点称为头结点,它存放有第一个结点的首地址,它没有数据,只是一个指针变量。以下的每个结点都分为两个域,一个是数据域,存放各种实际的数据,如学号num,姓名name,性别sex和成绩score等。另一个域为指针域,存放下一结点的首地址。链表中的每一个结点都是同一种结构类型。

例如,一个存放学生学号和成绩的结点应为以下结构:

struct stu{
    int num;
    int score;
    struct stu *next;
}

前两个成员项组成数据域,后一个成员项next构成指针域,它是一个指向stu类型结构的指针变量。

链表的基本操作对链表的主要操作有以下几种:

  • 建立链表;
  • 结构的查找与输出;
  • 插入一个结点;
  • 删除一个结点。

下面通过例题来说明这些操作。

【例11-9】建立一个三个结点的链表,存放学生数据。为简单起见, 我们假定学生数据结构中只有学号和年龄两项。可编写一个建立链表的函数creat。程序如下:

#define NULL 0
#define TYPE struct stu
#define LEN sizeof (struct stu)
struct stu{
    int num;
    int age;
    struct stu *next;
};
TYPE *creat(int n){
    struct stu *head,*pf,*pb;
    int i;
    for(i=0;i<n;i++){  
        pb=(TYPE*) malloc(LEN);
        printf("input Number and  Age\n");
        scanf("%d%d",&pb->num,&pb->age);
        if(i==0) pf=head=pb;
        else pf->next=pb;
        pb->next=NULL;
        pf=pb;
    }
    return(head);
}

在函数外首先用宏定义对三个符号常量作了定义。这里用 TYPE表示struct stu,用LEN表示sizeof(struct stu)主要的目的是为了在以下程序内减少书写并使阅读更加方便。结构stu定义为外部类型,程序中的各个函数均可使用该定义。

creat函数用于建立一个有n个结点的链表,它是一个指针函数,它返回的指针指向stu结构。在creat函数内定义了三个stu结构的指针变量。head为头指针,pf为指向两相邻结点的前一结点的指针变量。pb为后一结点的指针变量。

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