C语言实现链表：数据结构与基本操作

"这篇文档详细介绍了如何在C语言中实现链表，强调了链表解决数组问题的三个特性，并提供了创建链表节点的代码示例。" 链表是一种常见的数据结构，它在C语言中被广泛使用以克服数组的一些局限性。链表的主要特性有以下几点： 1. **存储多样性**：与数组只能存储相同类型的数据不同，链表的每个节点可以包含不同类型的数据，从而允许混合数据类型的存储。 2. **动态扩展**：与数组在声明时必须指定大小不同，链表可以在运行时动态地添加或删除节点，因此元素个数不受固定限制。 3. **高效元素移动**：当需要移动数组中的元素时，数组可能需要大量时间，而链表只需要改变指针的指向，效率较高。 链表的结构通常由头指针（Header）开始，接着是一系列包含数据域和指针域的节点。最后一个节点的指针域指向空，表示链表的结束。链表的实现依赖于指针，头指针指向链表的第一个节点，每个节点的`next`指针指向下一个节点，形成链式连接。 链表节点的数据结构在C语言中可以用结构体表示，例如： ```c struct list_node { int data; // 数据域，存储数据 struct list_node *next; // 指针域，指向下一个节点 }; ``` 为了创建链表节点，可以编写如下的C语言代码： ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> struct list_node { int data; struct list_node *next; }; typedef struct list_node list_single; list_single *create_list_node(int data) { list_single *node = (list_single *)malloc(sizeof(list_single)); if (node == NULL) { printf("malloc failed!\n"); } memset(node, 0, sizeof(list_single)); // 清零内存 node->data = data; // 赋值数据 node->next = NULL; // 设置指针域为空 return node; } int main(void) { list_single *node = create_list_node(100); // 创建节点 // ... free(node); return 0; } ``` 这段代码定义了一个`create_list_node`函数，用于创建具有指定数据的新链表节点。在`main`函数中，通过调用此函数并传入数据，可以创建链表的头节点。创建节点后，可以使用类似的方法继续添加更多的节点，以构建更复杂的链表结构。 通过封装节点创建功能，可以简化代码并提高可读性。当需要在链表中插入、删除或遍历节点时，可以使用这些基本操作作为基础。链表的其他操作，如查找、排序和合并，都是基于这些核心概念的扩展。理解链表的工作原理和如何在C语言中实现它们是编程中非常重要的技能。