三江大学 计算机课程 C语言基础入门 C语言程序设计教程 第11章 结构体的应用（单向链表） 共19页.ppt

在计算机科学中，C语言是一种强大的编程语言，广泛用于系统开发、软件工程、后端编程等领域。本节主要探讨的是C语言中结构体的应用，特别是单向链表的实现，这是数据结构中的一个重要概念。 链表是一种动态数据结构，与数组不同，它允许在运行时动态地增加或减少元素。在链表中，每个元素被称为节点，每个节点包含两部分：数据部分和指向下一个节点的指针。由于节点间的连接不是通过物理位置相邻来实现的，所以插入或删除节点的操作比数组更加灵活。然而，链表的缺点在于访问节点数据通常需要遍历链表，这比数组的随机访问慢。 在C语言中，定义一个链表节点通常涉及创建一个结构体类型，比如： ```c struct node { char data; struct node *next; }; ``` 这里的`struct node`定义了一个包含一个字符数据和一个指向下一个`node`的指针的结构体。`head`通常代表链表的起始节点，`NULL`表示链表的末尾。 单向链表的插入和删除操作需要对指针进行操作。例如，插入一个新节点需要找到合适的位置，并更新前后节点的指针。动态分配内存是实现链表的关键，C语言提供了`malloc()`和`calloc()`函数来实现这一点。 `malloc()`函数可以用来动态分配指定大小的内存，例如分配一个节点： ```c struct node *newNode = (struct node *)malloc(sizeof(struct node)); ``` 如果分配成功，`malloc()`会返回一个指向新分配内存的指针；如果失败，则返回`NULL`。需要注意的是，分配的内存需要手动释放，防止内存泄漏，使用`free()`函数即可完成释放： ```c free(newNode); ``` `calloc()`函数与`malloc()`类似，但会将分配的内存初始化为0，适用于需要初始化的数据结构： ```c struct node *newNode = (struct node *)calloc(1, sizeof(struct node)); ``` 这里，`calloc(1, sizeof(struct node))`分配了一个结构体节点，并将其所有字节设置为0。 在实际编程中，我们可能需要处理多个节点，比如创建一个包含10个整数的链表。这时可以使用`calloc()`一次性分配多个节点： ```c int *arr = (int *)calloc(10, sizeof(int)); ``` 然后通过循环来填充这些节点的数据。 理解和掌握链表以及如何在C语言中使用结构体和动态内存管理是成为一名熟练的C程序员的基础。在实际编程中，链表常用于实现各种数据结构，如栈、队列、图等，对于解决复杂问题具有重要作用。