线性表的链式存储结构：单链表解析

"这篇内容主要介绍了线性表的链式存储结构，特别是单链表的概念、结点定义以及动态内存管理的使用。" 在计算机科学中，线性表是一种基本的数据结构，它由一系列逻辑上相邻的元素组成。在实际应用中，线性表可能需要动态地增加或减少元素，这就需要用到链式存储结构。链式存储结构不同于顺序存储（如数组），它不依赖元素在内存中的物理位置连续，而是通过节点间的指针链接来维护元素的逻辑顺序。 单链表是链式存储结构的一种，每个节点包含两部分：数据域和指针域。数据域存储元素信息，指针域则指向链表中的下一个节点。在单链表中，元素的排列不是物理上的连续，而是通过指针形成一个单向链。例如，如果线性表包含元素a1、a2和a3，它们在内存中可能是分散的，但通过指针，a1的指针域指向a2，a2的指针域指向a3，a3的指针域为空，表示链表的结束。 为了方便操作，通常会为单链表添加一个专用的“头结点”。头结点的数据域通常无意义，其指针域指向链表的第一个实际元素（如a1）。这种设计使得遍历链表变得简单，因为只需要保持对头结点的引用就可以访问整个链表。头结点没有前驱，最后一个元素（尾结点）没有后继，其他中间节点则具有唯一的前驱和后继。 在C语言中，单链表的节点通常用结构体表示。例如，定义一个包含整型数据的单链表节点如下： ```c typedef int ElemType; typedef struct Node { ElemType data; struct Node* next; // 递归定义 } LNode, *LinkList; ``` 这里的`LNode`是结构体类型，`LinkList`是结构体指针类型。使用`typedef`可以使代码更易读，`LinkList`可以用来声明指向链表节点的指针。 动态内存管理在链表中至关重要。当需要创建新节点时，可以使用`malloc`函数向系统申请内存。例如，创建一个新的`LNode`节点： ```c p = (LinkList)malloc(sizeof(LNode)); ``` 如果内存分配成功，`malloc`返回指向新分配内存的指针；失败时，返回`NULL`。由于`malloc`返回的是`void`指针，因此需要类型转换将其转换为`LinkList`类型。 与`malloc`对应，使用完毕后需要释放内存，这可以通过`free`函数实现： ```c free(p); ``` `free(p)`将释放`p`指向的内存区域，并将其返回给系统。 在实际编程中，链表操作还包括插入节点、删除节点、遍历链表等。这些操作都需要理解链表的基本结构和动态内存管理。单链表因其灵活性和对内存需求的适应性，常用于各种数据结构和算法中。