链表是一种在程序设计中非常重要的数据结构,特别是在C语言中。它允许程序员动态地管理内存,从而在运行时创建和修改数据结构。本篇专题培训课件详细讲解了C语言中的链表概念及其应用。
链表的核心是通过指针连接的数据节点。在示例中,以跳马游戏为例,每一步跳马后的坐标被封装成一个“结点”,这些结点通过指针链接在一起形成链表。每个结点包含两个主要部分:数据域(在本例中是坐标)和指针域,指针域存储下一个结点的地址。
链表作为一种动态数据结构,其特点在于:
1. 元素数量可以根据需要动态增减,不同于数组一旦声明大小就固定不变。
2. 元素的位置可以改变,可以通过删除现有节点并插入到新的位置来调整顺序。
链表的结点定义是关键,可以使用结构体来实现。例如,定义一个结构体`struct student`,包含学生编号`num`、分数`score`和指向下一个学生结构体的指针`next`。这样,`next`指针就指向了链表中的下一个结点。通过这种方式,结构体可以引用自身,形成链式结构。
链表的基本操作包括:
1. 创建链表:从无到有地构建链表,插入多个结点。
2. 检索操作:根据特定条件查找链表中的结点。
3. 插入操作:在现有结点之间插入新结点,保持前后关系。
4. 删除操作:移除指定结点,调整相邻结点的指针关系。
5. 打印输出:显示链表中的所有结点。
在C语言中,可以使用`malloc`函数动态分配内存来创建链表结点,`calloc`函数用于分配指定数量的连续空间,而`free`函数用于释放不再需要的内存。例如,创建一个简单的静态链表(结点在程序中预先定义),可以使用如下的代码:
```c
struct student {
long num;
float score;
struct student *next;
};
struct student a, b, c, *head, *p;
// 初始化结点...
head = &a;
a.next = &b;
b.next = &c;
c.next = NULL;
// 输出链表
p = head;
do {
printf("%ld %5.1f\n", p->num, p->score);
p = p->next;
} while (p != NULL);
```
而对于动态链表,结点在运行时动态开辟,使用`malloc`或`calloc`分配内存,然后在不再需要时使用`free`释放。这些函数使得在程序运行过程中灵活地管理内存成为可能。
C语言链表是程序设计中的重要工具,它提供了一种高效的方式处理动态数据,通过结构体和指针实现了数据的存储和链接,同时通过动态内存管理函数进行内存的分配和释放。理解和掌握链表对于深入学习C语言和数据结构至关重要。
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