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鏈式存儲是C言語中一種重要的數據構造，它經由過程節點的鏈接來存儲數據，存在機動性強、靜態內存管理便利的特點。本文將深刻探究鏈式存儲的基本不雅點、範例及其在C言語中的實現方法。
一、鏈式存儲的基本不雅點
鏈式存儲的核心在於節點這一不雅點。每個節點包含一個數據域跟一個指針域。指針域用於存儲下一個節點的地點，全部的節點經由過程指針鏈接在一起，構成一個鏈表。
1.1 單鏈表
單鏈表是最基本的鏈表構造，每個節點包含一個數據域跟一個指向下一個節點的指針。其定義如下：
typedef struct Node {
int data;
struct Node* next;
} Node;
在單鏈表中，操縱如拔出、刪除跟遍歷絕對簡單。拔出操縱只有調劑指針指向即可，刪除操縱則需確保找到前驅節點。
1.2 雙向鏈表
雙向鏈表的每個節點包含兩個指針，一個指向前一個節點，一個指向後一個節點。其定義如下：
typedef struct DNode {
int data;
struct DNode* prev;
struct DNode* next;
} DNode;
雙向鏈表容許從咨意節點疾速拜訪前驅跟後繼節點，因此操縱愈加機動。但是，雙向鏈表的內存佔用較單鏈表稍高。
1.3 輪回鏈表
輪回鏈表是一種特其余鏈表，其尾節點的指針指向頭節點，從而構成一個環。輪回鏈表可能是單向的或雙向的。單向輪回鏈表的定義類似於單鏈表，只有修改最後一個節點的指針：
typedef struct Node {
int data;
struct Node* next;
} Node;
在輪回鏈表中，遍歷時需注意結束前提避免墮入逝世輪回。
二、鏈式存儲的操縱
鏈式存儲的基本操縱包含創建、拔出、刪除、查找跟遍歷。
2.1 創建鏈表
創建鏈表須要定義節點構造體，並初始化頭指針。
Node* createList() {
Node* head = (Node*)malloc(sizeof(Node));
if (head == NULL) {
return NULL;
}
head->next = NULL;
return head;
}
2.2 拔出節點
在單鏈表中拔出節點重要分為三種情況：在頭部拔出、在旁邊拔出跟在尾部拔出。
在頭部拔出
void insertAtHead(Node* head, int data) {
Node* newNode = (Node*)malloc(sizeof(Node));
if (newNode == NULL) {
return;
}
newNode->data = data;
newNode->next = head->next;
head->next = newNode;
}
在旁邊拔出
void insertAtMiddle(Node* head, int data, int position) {
Node* newNode = (Node*)malloc(sizeof(Node));
if (newNode == NULL) {
return;
}
newNode->data = data;
Node* temp = head->next;
for (int i = 1; i < position - 1; i++) {
temp = temp->next;
}
newNode->next = temp->next;
temp->next = newNode;
}
在尾部拔出
void insertAtTail(Node* head, int data) {
Node* newNode = (Node*)malloc(sizeof(Node));
if (newNode == NULL) {
return;
}
newNode->data = data;
newNode->next = NULL;
Node* temp = head;
while (temp->next != NULL) {
temp = temp->next;
}
temp->next = newNode;
}
2.3 刪除節點
刪除節點須要找到前驅節點。
void deleteNode(Node* head, int data) {
Node* temp = head;
Node* prev = NULL;
while (temp != NULL && temp->data != data) {
prev = temp;
temp = temp->next;
}
if (temp == NULL) {
return;
}
if (prev == NULL) {
head->next = temp->next;
} else {
prev->next = temp->next;
}
free(temp);
}
2.4 查找節點
查找節點可能經由過程遍歷鏈表來實現。
Node* findNode(Node* head, int data) {
Node* temp = head->next;
while (temp != NULL) {
if (temp->data == data) {
return temp;
}
temp = temp->next;
}
return NULL;
}
2.5 遍歷鏈表
遍歷鏈表可能經由過程輪返來實現。
void traverseList(Node* head) {
Node* temp = head->next;
while (temp != NULL) {
printf("%d ", temp->data);
temp = temp->next;
}
printf("\n");
}
三、總結
鏈式存儲是一種高效的數據管理技能，在C言語中存在廣泛的利用。經由過程懂得鏈式存儲的基本不雅點、範例及其操縱，我們可能更好地利用鏈式存儲來管理數據。在現實利用中，鏈式存儲可能克服數組存儲的範圍性，實現機動的數據管理。