用链表的详解和综合应用——实现链表的创建、输出、删除及添加结点（C语言）

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链表 是一种非常重要的数据结构，广泛应用于内存管理、队列、栈以及图的表示等领域。掌握链表的基本操作——创建、输出、删除和添加结点，将为你打下坚实的编程基础。今天，我们将用 C 语言来实现链表的基本操作，并通过实际代码示例帮助你更好地理解链表的工作原理。🎯

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🌟 本文重点

1. 链表的创建
2. 链表的输出
3. 删除链表中的指定结点
4. 向链表中添加新结点
5. 通过文件输入数据来创建链表

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🔍 1. 链表的结构体定义与基本操作

在 C 语言 中，链表是通过指针来实现的，每个结点包含数据和指向下一个结点的指针。

1.1 结构体定义

struct student {long num;           // 学生编号char name[20];      // 学生姓名int grade;          // 学生成绩struct student *next; // 指向下一个学生结点的指针
};

结构体 student 中包含了学生的信息和一个指向下一个结点的指针 next，这个指针使得学生的数据形成了链表的结构。

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🔍 2. 链表创建与输入数据

我们可以通过两种方式来输入数据：

• 直接手动输入数据
• 通过文件读取数据

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2.1 直接手动输入数据

在这一部分，我们通过手动输入学生的编号、姓名和成绩来创建链表。

struct student *creat(void) {struct student *p1, *p2, *head;int n = 0;head = NULL;p1 = p2 = (struct student*)malloc(size);// 输入第一个学生信息scanf("%ld %s %d", &p1->num, p1->name, &p1->grade);while (p1->num != 0) {n = n + 1;if (n == 1) head = p1;else p2->next = p1;p2 = p1;p1 = (struct student*)malloc(size);// 输入下一个学生信息scanf("%ld %s %d", &p1->num, p1->name, &p1->grade);}p2->next = NULL;return head;
}

在这里，creat 函数通过循环输入每个学生的数据，并将每个学生的 next 指针连接到下一个学生，直到输入的学生编号为 0，标志着输入结束。注意，链表的头指针 head 用于返回整个链表的起始位置。

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2.2 利用文件读取数据

在实际应用中，数据通常存储在文件中，我们可以从文件中读取数据并创建链表。

struct student* creat(void) {struct student* p1, * p2, * head;int n = 0;head = NULL;p1 = p2 = (struct student*)malloc(size);FILE *fp;fp = fopen("D:\\桌面\\成绩.txt", "r");  // 打开文件if (fp == NULL) {printf("Can't open this file\n");exit(0);}// 从文件读取学生信息fscanf(fp, "%ld %s %d", &p1->num, p1->name, &p1->grade);while (p1->num != 0) {n = n + 1;if (n == 1) head = p1;else p2->next = p1;p2 = p1;p1 = (struct student*)malloc(size);// 从文件中读取下一个学生信息fscanf(fp, "%ld %s %d", &p1->num, p1->name, &p1->grade);}fclose(fp);  // 关闭文件p2->next = NULL;return head;
}

这里我们打开一个名为 "成绩.txt" 的文件，通过 fscanf 从文件中逐行读取学生的编号、姓名和成绩，并将数据添加到链表中。

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🔍 3. 链表的基本操作

3.1 输出链表内容

我们可以使用 print 函数来遍历链表并输出每个学生的信息。

void print(struct student *head) {struct student *p = head;while (p != NULL) {printf("%ld %s %d\n", p->num, p->name, p->grade);p = p->next;}
}

print 函数遍历链表，依次输出每个学生的信息，直到链表结束（即 p == NULL）。

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3.2 删除链表中的指定结点

删除链表中的结点是一项常见操作，通常通过遍历链表找到指定结点，并将其从链表中移除。

struct student* del(struct student *head, long num) {struct student *p1, *p2;p1 = head;if (head == NULL) {printf("List is empty\n");return head;}while (p1 != NULL && p1->num != num) {p2 = p1;p1 = p1->next;}if (p1 == NULL) {printf("Can't find %ld in the list.\n", num);} else {if (p1 == head) head = p1->next;else p2->next = p1->next;free(p1);  // 释放内存printf("%ld is deleted.\n", num);}return head;
}

这里，我们通过遍历链表找到指定的学生编号 num，如果找到则删除该结点，若未找到则输出错误信息。

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3.3 添加新结点到链表中

向链表中添加结点通常有两种情况：添加到链表头部或链表尾部，或者按照某种顺序（如按编号排序）插入。

struct student* add(struct student *head, struct student *stu) {struct student *p1, *p2;p1 = head;// 查找插入位置while (p1 != NULL && p1->num < stu->num) {p2 = p1;p1 = p1->next;}// 插入新结点if (p1 == head) {stu->next = head;head = stu;} else {stu->next = p1;p2->next = stu;}return head;
}

这里我们将新结点 stu 插入到合适的位置，保持链表的顺序。

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🌟 总结

1. 链表是一种非常重要的动态数据结构，适合在需要频繁插入和删除的场景中使用。
2. 基本操作：链表的基本操作包括创建、输出、删除和添加结点。这些操作是链表的核心，也是学习链表时的基础。
3. 实践应用：链表不仅用于存储数据，也常用于实现各种数据结构（如栈、队列）和算法。

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✨ 进一步探索

• 链表的变种：如双向链表、循环链表等，它们在不同的场景下具有更高的性能。
• 链表的应用场景：操作系统的内存管理、数据结构中的栈和队列等。

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✍️ 互动交流

• 👉 你曾经在什么项目中使用过链表？
• 👉 你如何优化链表的性能？

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欢迎在评论区分享你的想法！让我们一起探索链表的更多可能性！🤝