目录
一、链表的概念及结构
1.1 链表的独特定义
1.2 火车车厢式的形象类比
1.3 节点的结构体定义剖析
1.4 链表物理与逻辑结构的特性差异
二、单链表的实现
2.1 类型定义的优化策略
2.2 链表操作函数的声明框架
2.3 链表操作函数的实现细节
三、链表的分类
前言
在程序世界里，数据结构如同建筑基石，支撑起各种复杂的软件系统。其中，单链表作为一种基础且独特的线性数据结构，以其灵活的存储方式和多样的操作方法，在算法设计、系统开发等领域发挥着不可替代的作用。今天，让我们一同深入探索单链表的奇妙世界，揭开它神秘的面纱
一、链表的概念及结构
1.1 链表的独特定义
链表是一种在物理存储上非连续、非顺序的存储结构，它打破了传统顺序存储的束缚。在链表中，数据元素的逻辑顺序并非依赖于物理存储位置的相邻性，而是通过指针的巧妙链接来实现。这就好比在一个大型社区中，各个住户的房子并不一定紧密相连，但每家都有一张写着下一户地址的纸条，凭借这些纸条，我们就能按照特定顺序 “走访” 所有住户，这里的纸条就如同链表中的指针，引导我们在数据的 “社区” 中穿梭
1.2 火车车厢式的形象类比
为了更直观地理解链表结构，我们不妨将其类比为火车车厢。在不同的运营时期，火车会根据客流量调整车厢数量，淡季减少车厢，旺季增加车厢，且每节车厢都相互独立，增减某节车厢不会干扰其他车厢的存在。想象一下，每节车厢的门都锁着，且需要特定的钥匙才能打开，而我们一次只能携带一把钥匙。要从车头顺利走到车尾，最好的办法就是在每节车厢里放置下一节车厢的钥匙
在链表的世界里，这些 “车厢” 就是一个个 “结点 / 节点”。与火车车厢类似，链表节点也是独立的个体，只不过它们存在于计算机的内存空间中，通过申请内存来创建。每个节点主要包含两部分内容：一是当前节点要存储的数据，这就像车厢里装载的货物；二是用于保存下一个节点地址的指针变量，它如同车厢里放置的下一节车厢的钥匙，凭借这个 “钥匙”，我们可以从当前节点顺利找到下一个节点，实现对链表的遍历
1.3 节点的结构体定义剖析
在 C 语言中，我们可以借助结构体来定义链表节点。假设当前节点保存的是整型数据，其结构体定义如下：
当我们要保存一个整型数据时，实际上是向操作系统申请了一块内存空间。这块内存不仅要存放整型数据，还要预留空间来保存下一个节点的地址。如果当前节点是链表的最后一个节点，那么保存的地址将为空，就如同最后一节车厢没有下一节车厢的钥匙一样
1.4 链表物理与逻辑结构的特性差异
链表在逻辑上呈现出连续有序的结构，通过指针将各个节点依次连接，形成一个有序序列，从第一个节点出发，沿着指针就能按顺序访问到每一个节点。然而在物理层面，链表中的节点在内存中并不一定连续存储。这是因为节点通常是从堆上申请的空间，堆内存的分配遵循特定策略，每次申请的空间可能连续，也可能分散在不同的内存区域。这种特性赋予了链表在内存管理上的高度灵活性，但也增加了对其理解和操作的难度
二、单链表的实现
2.1 类型定义的优化策略
为了提升代码的可读性和可维护性，我们常常运用typedef对数据类型进行重定义。在单链表的实现过程中，定义SLTDataType来代表节点中存储的数据类型，并使用typedef将SLTNode作为链表节点的类型别名。这样一来，在后续编写代码时，使用这些类型会更加便捷
2.2 链表操作函数的声明框架
单链表的常见操作涵盖打印链表、插入节点（包括头部插入、尾部插入、指定位置插入）、删除节点（头部删除、尾部删除、指定位置删除）、查找节点以及销毁链表等。下面是这些操作函数的声明：
具体细节我会在下面进行详细讲解！！！
2.3 链表操作函数的实现细节
打印链表（SLTPrint）：打印链表的过程，本质上是从链表的头节点开始，逐个访问每个节点，并输出节点中的数据。当遇到NULL指针时，意味着已经到达链表末尾，打印操作结束
尾部插入（SLTPushBack）：在链表尾部插入新节点时，需要分情况处理。如果链表为空，直接创建新节点并让头指针指向它；若链表不为空，则遍历链表找到最后一个节点，然后在其后面插入新节点
这块存在一个问题，为什么要传二级指针，因为在链表为空时，我们需要改变头指针的指向，所以我们要传地址，一级指针的地址要用二级指针来接受
由于进行插入操作都要申请新节点，所以我们可以分装一个申请新节点的接口，后面使用直接调用就好了
新节点申请（BuyNewNode）：
头部插入（SLTPushFront）：头部插入新节点相对简单，先创建新节点，将新节点的next指针指向原头节点，再把新节点设为头节点即可
这个传二级指针和尾插又有一点不一样，每次插入都要改变头指针的指向，尾插只是在链表为空的时候才要改变头指针的指向
尾部删除（SLTPopBack）：进行尾部删除操作时，要考虑链表为空和只有一个节点的特殊情况。链表为空时直接返回；若只有一个节点，释放该节点并将头指针置为NULL；若有多个节点，则遍历链表找到倒数第二个节点，释放最后一个节点，并把倒数第二个节点的next指针置为NULL
为啥传二级指针，同理，删除最后一个节点时，需要改变头指针的指向
头部删除（SLTPopFront）：头部删除操作只需保存原头节点的下一个节点，释放原头节点，然后将头指针更新为保存的下一个节点
为啥传二级指针，同理
查找（SLTFind）：查找操作从链表的头节点开始，逐个比较节点的数据与目标数据。一旦找到匹配的数据，就返回该节点的指针；若遍历完整个链表都未找到，则返回NULL
指定位置之前插入（SLTInsert）：在指定位置之前插入新节点时，先判断是否在头节点之前插入。若是，直接采用头部插入的逻辑；若不是，则遍历链表找到指定位置的前一个节点，然后插入新节点
删除指定位置节点（SLTErase）：删除指定位置的节点时，同样先判断是否为头节点。如果是，使用头部删除逻辑；否则，找到前一个节点，调整指针关系并释放要删除的节点
有人可能想问为啥没有将pos置为空，因为pos是用一级指针接收的，想要改变pos得传二级指针，所以置为空也没用，但是我们在调用该函数后可以手动将pos置为空
至于 为啥传二级指针，我就不一一解释了，都和尾插 头插一个原理，你记住，想要通过形参的改变改变实参，就传地址，假如你本身是个指针，那你想改变这个指针就得传指针的地址，也是二级指针
指定位置之后插入（SLTInsertAfter）：在指定位置之后插入新节点，只需创建新节点，将新节点的next指针指向指定位置节点的下一个节点，再把指定位置节点的next指针指向新节点
删除指定位置之后的节点（SLTEraseAfter）：删除指定位置之后的节点，先保存要删除节点的下一个节点，释放要删除的节点，然后调整指针，让指定位置节点的next指针指向保存的下一个节点
销毁链表（SListDesTroy）：销毁链表时，需要从链表头部开始，逐个释放每个节点的内存空间，避免内存泄漏
三、链表的分类
链表的结构丰富多样，根据是否带头节点、是否双向链接以及是否循环这三个维度进行组合，总共可以形成 8 种不同的链表结构。在实际应用中，最常用的是以下两种：
- 无头单向非循环链表：这种链表结构相对简单，通常不会单独用于存储数据。在实际项目里，它更多地作为其他复杂数据结构的子结构，例如哈希桶、图的邻接表等。此外，无头单向非循环链表在笔试面试中频繁出现，是考查数据结构知识的重要内容。
- 带头双向循环链表：虽然带头双向循环链表的结构最为复杂，但在单独存储数据时却具有显著优势。在实际应用的链表数据结构中，它的使用频率很高。尽管其结构复杂，但通过代码实现后会发现，这种结构带来了诸多便利，例如在插入和删除操作时，无需像无头单向非循环链表那样对边界情况进行大量特殊处理，实现起来反而更加简洁高效。
单链表作为数据结构领域的重要基础，不仅在理论研究中占据关键地位，在实际编程应用中也有着广泛的用途。从操作系统的内存管理到数据库索引的构建，从编译器的语法分析到游戏开发中的资源管理，单链表都发挥着不可或缺的作用。希望通过本文的详细介绍，读者能对单链表有更深入的理解和掌握，在未来的编程实践中灵活运用这一强大的数据结构工具，解决各种复杂的问题
