STM32单片机链表实战指南：实现动态数据结构，应对复杂数据管理

# 1. 链表基础理论**

**1.1 链表的概念和特性**

链表是一种动态数据结构，它由一系列节点组成，每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。与数组不同，链表中的节点在内存中不连续存储，而是通过指针连接起来。链表具有以下特性：

* **动态分配：**链表的节点可以在运行时动态分配和释放，无需预先指定大小。
* **插入和删除高效：**在链表中插入或删除元素只需修改指针，而不需要移动数据。
* **顺序不重要：**链表中的元素可以以任何顺序存储，不需要像数组那样按索引访问。

**1.2 链表的节点结构和操作**

链表中的每个节点通常包含以下成员：

* **数据域：**存储实际数据。
* **指针域：**指向下一个节点的指针。

链表的基本操作包括：

* **创建：**分配一个头节点，并将其指针域设置为 NULL。
* **插入：**根据特定条件，将新节点插入到链表中。
* **删除：**根据特定条件，从链表中删除一个节点。
* **查找：**遍历链表，查找满足特定条件的节点。
* **遍历：**从头节点开始，依次访问链表中的每个节点。

# 2. 链表编程技巧

### 2.1 链表的创建和初始化

在STM32单片机中，链表的创建和初始化可以通过以下步骤实现：

1. **申请内存空间：**使用 `malloc()` 函数为链表分配内存空间。
2. **设置头节点：**将头节点指针指向分配的内存空间。
3. **初始化头节点：**将头节点的 `next` 指针指向 `NULL`，表示链表为空。

#include <stdlib.h>

typedef struct node {
    int data;
    struct node *next;
} node_t;

node_t *head = NULL;

void create_list() {
    head = (node_t *)malloc(sizeof(node_t));
    head->next = NULL;
}

### 2.2 链表元素的插入、删除和查找

#### 2.2.1 插入元素

在链表中插入元素可以通过以下步骤实现：

1. **创建新节点：**使用 `malloc()` 函数为新节点分配内存空间。
2. **设置新节点数据：**将新节点的 `data` 成员设置为要插入的数据。
3. **插入新节点：**将新节点的 `next` 指针指向当前节点的 `next` 指针，然后将当前节点的 `next` 指针指向新节点。

void insert_node(int data) {
    node_t *new_node = (node_t *)malloc(sizeof(node_t));
    new_node->data = data;
    new_node->next = head->next;
    head->next = new_node;
}

#### 2.2.2 删除元素

在链表中删除元素可以通过以下步骤实现：

1. **查找要删除的节点：**遍历链表，找到要删除的节点。
2. **更新指针：**将前一个节点的 `next` 指针指向要删除节点的 `next` 指针，从而绕过要删除的节点。
3. **释放内存：**使用 `free()` 函数释放要删除节点的内存空间。

void delete_node(int data) {
    node_t *current = head;
    node_t *previous = NULL;

    while (current != NULL && current->data != data) {
        previous = current;
        current = current->next;
    }

    if (current != NULL) {
        previous->next = current->next;
        free(current);
    }
}

#### 2.2.3 查找元素

在链表中查找元素可以通过以下步骤实现：

1. **遍历链表：**遍历链表，比较每个节点的 `data` 成员与要查找的数据。
2. **返回结果：**如果找到匹配的节点，返回该节点的地址；否则，返回 `NULL`。

node_t *find_node(int data) {
    node_t *current = head;

    while (current != NULL && current->data != data) {
        current = current->next;
    }

    return current;
}

### 2.3 链表的遍历和排序

#### 2.3.1 链表遍历

链表遍历可以通过以下步骤实现：

1. **设置当前节点指针：**将当前节点指针指向头节点。
2. **循环遍历：**只要当前节点指针不为 `NULL`，就执行以下步骤：
* 访问当前节点的数据。
* 将当前节点指针指向下一个节点。

void traverse_list() {
    node_t *current = head;

    while (current != NULL) {
        printf("%d ", current->data);
        current = current->next;
    }
}

#### 2.3.2 链表排序

链表排序可以通过以下步骤实现：

1. **选择排序算法：**使用选择排序算法对链表进行排序。
2. **遍历链表：**遍历链表，找到最小（或最大）的节点。
3. **交换节点：**将最小（或最大）的节点与当前节点交换。
4. **重复步骤 2 和 3：**重复步骤 2 和 3，直到链表排序完成。

void sort_list() {
    node_t *current = head;
    node_t *min;

    while (current != NULL) {
        min = current;

        node_t *next = current->next;