C语言链表讲解：动态内存与单向链表操作

"C链表指针课件" 链表是一种在程序设计中常用的线性数据结构，它不同于数组，不需要预先确定存储空间的大小。链表允许在任意位置进行元素的插入和删除，因为每个元素（称为节点）都包含数据和指向下一个节点的指针。在C语言中，链表的实现主要依赖于内存的动态分配和释放。 9.1 链表的基本概念 链表的核心是动态内存分配，即在运行时根据需要分配内存空间，而不是像数组那样在声明时就需要确定大小。这种特性使得链表能够更灵活地处理数据量的变化。链表中的每个节点由两部分组成：存储数据的部分和指向下一个节点的指针。所有的节点通过指针连接起来，形成了一个链式结构，最后一个节点的指针通常设置为NULL，表示链表的结尾。 9.2 单向链表 单向链表的每个节点只有一个指针，用于指向下一个节点。例如，一个简单的单向链表节点可以定义为： ```c struct node { int data; node* next; }; ``` 这里的`next`指针用于链接下一个`node`结构。如果要创建一个存储学生信息的链表，可以定义一个包含学号、姓名、性别和成绩的`student`节点： ```c struct student { int num; char name[20]; char sex; float score; student* next; }; ``` 创建节点通常使用`malloc`或`new`来动态分配内存： ```c student* p = (student*)malloc(sizeof(student)); // 或者 student* p = new student; ``` 9.2.1 单向链表定义与操作 链表的基本操作包括创建、插入、删除和遍历等。为了简化操作，通常会添加一个不包含数据的头节点，头节点的`next`指针指向第一个包含数据的节点。这样可以使操作如插入和删除更加直观。例如，创建链表时，首先生成头节点，然后根据需要在链表头部或尾部插入新节点。 创建链表可能涉及以下步骤： 1. 初始化头节点，头指针`head`和尾指针`tail`指向头节点。 2. 接收用户输入的数据，如56、4、8、-1，根据输入创建新的节点并插入链表。 3. 插入节点时，可以决定是在链表的开头还是末尾进行。在链表末尾插入新节点，需要更新尾指针`tail`。 链表的其他操作还包括在特定位置插入节点、删除节点、查找节点以及遍历链表等。这些操作都需要通过指针来追踪节点的位置，因此理解和熟练掌握指针的使用是理解和操作链表的关键。 总结来说，C链表是通过动态内存分配和指针连接的数据结构，提供了灵活的数据存储和管理方式。单向链表是最基础的链表形式，其节点包含数据和指向下一个节点的指针。理解和操作链表需要对C语言的指针和内存管理有深入的理解。