链表操作详解：创建、增删节点与高级功能

链表作为数据结构中的基础概念，在计算机编程中扮演着关键角色，尤其在处理动态内存分配和高效插入/删除元素的场景下。本文将详细介绍单链表和双向链表的基本操作，包括它们的结构、创建方法以及常见的链表操作。 首先，让我们理解链表的基本类型。链表主要有三种形式：单链表（Single Linked List）、双向链表（Double Linked List）和循环链表（Circular Linked List）。单链表每个节点仅包含一个指向下一个节点的指针（称为后驱指针），而双向链表则在单链表的基础上增加了向前一个节点的指针（称为前驱指针）。循环链表的特点是最后一个节点的后驱指针指向第一个节点，形成一个环形结构。 1. **链表创建**： - 单链表的创建过程如下： - 定义一个`Node`结构体，包含一个字符元素`elem`和一个指向下一个节点的指针`next`。 - 函数`CreateList`用于创建单链表，它首先检查头节点是否为空，如果为空则分配空间，并初始化`next`为`NULL`。然后，通过循环读取用户输入，每当遇到结束符号`#`时停止输入，为新节点分配空间，设置元素值，并将新节点添加到链表尾部，最后返回头节点。 - 双向链表的创建类似，但使用`DNode`结构体，包含元素`elem`，以及前后两个指针`next`和`prev`。函数`DoubleList`与`CreateList`类似，区别在于需要更新前驱指针。 2. **链表节点的增删操作**： - 在链表中插入新节点通常涉及找到合适的位置并修改指针。对于单链表，插入操作可能涉及遍历链表以找到适当位置。对于双向链表，插入更为方便，因为可以通过前驱和后驱指针轻松调整。 - 删除节点则需要先找到待删除节点，然后更新前后节点的指针，释放被删除节点的内存。 3. **链表特殊操作**： - **单链表逆置**：这个操作可以采用迭代或递归的方式实现，关键在于改变每个节点的前驱指针，使其指向原来的后继节点，直到链表末尾的节点指向前一个节点。 - **合并有序链表**：当需要将两个有序链表合并成一个更大的有序链表时，可以采用合并两个已排序数组的方法，通过比较节点值将较小的节点添加到结果链表，直至遍历完两个链表。 这些基本操作不仅适用于面试和笔试题目，也对实际编程项目有着广泛应用，例如在文件系统、数据库索引、缓存管理等场景中。熟练掌握链表操作是程序员必备的数据结构技能之一。