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C语言中二级指针与链表怎么应用

发布时间：2022-07-07 09:56:24 作者：iii
来源：亿速云 阅读：195

C语言中二级指针与链表怎么应用

目录

  1. 引言
  2. 指针与二级指针
  3. 链表的基本概念
  4. 二级指针在链表中的应用
  5. 实例分析
  6. 总结

引言

在C语言中，指针是一种非常重要的数据类型，它允许我们直接操作内存地址。而二级指针则是指向指针的指针，它在处理复杂数据结构时非常有用，尤其是在链表的操作中。本文将详细介绍二级指针的概念及其在链表中的应用，并通过实例分析来加深理解。

指针与二级指针

指针的基本概念

指针是C语言中的一种数据类型，它存储的是另一个变量的内存地址。通过指针，我们可以间接访问和操作该变量的值。

int a = 10;
int *p = &a;  // p是指向a的指针

在上面的代码中，p是一个指向int类型变量的指针，它存储了变量a的内存地址。

二级指针的定义与使用

二级指针是指向指针的指针。它存储的是另一个指针的地址。二级指针在处理动态内存分配和复杂数据结构时非常有用。

int a = 10;
int *p = &a;  // p是指向a的指针
int **pp = &p;  // pp是指向p的二级指针

在上面的代码中，pp是一个指向int*类型指针的二级指针，它存储了指针p的地址。

链表的基本概念

链表是一种常见的数据结构，它由一系列节点组成，每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。链表可以分为单链表和双向链表。

单链表

单链表中的每个节点只包含一个指向下一个节点的指针。单链表的最后一个节点指向NULL，表示链表的结束。

struct Node {
    int data;
    struct Node *next;
};

双向链表

双向链表中的每个节点包含两个指针，一个指向下一个节点，另一个指向前一个节点。双向链表可以向前和向后遍历。

struct Node {
    int data;
    struct Node *next;
    struct Node *prev;
};

二级指针在链表中的应用

链表的创建与初始化

在链表的创建与初始化过程中，二级指针可以用来动态分配内存并初始化链表的头节点。

void createList(struct Node **head, int data) {
    *head = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
    (*head)->data = data;
    (*head)->next = NULL;
}

链表的插入操作

在链表的插入操作中，二级指针可以用来在链表的头部、尾部或中间插入新节点。

void insertAtHead(struct Node **head, int data) {
    struct Node *newNode = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
    newNode->data = data;
    newNode->next = *head;
    *head = newNode;
}

void insertAtTail(struct Node **head, int data) {
    struct Node *newNode = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
    newNode->data = data;
    newNode->next = NULL;

    if (*head == NULL) {
        *head = newNode;
        return;
    }

    struct Node *temp = *head;
    while (temp->next != NULL) {
        temp = temp->next;
    }
    temp->next = newNode;
}

链表的删除操作

在链表的删除操作中，二级指针可以用来删除链表的头部、尾部或中间的节点。

void deleteAtHead(struct Node **head) {
    if (*head == NULL) return;

    struct Node *temp = *head;
    *head = (*head)->next;
    free(temp);
}

void deleteAtTail(struct Node **head) {
    if (*head == NULL) return;

    if ((*head)->next == NULL) {
        free(*head);
        *head = NULL;
        return;
    }

    struct Node *temp = *head;
    while (temp->next->next != NULL) {
        temp = temp->next;
    }
    free(temp->next);
    temp->next = NULL;
}

链表的遍历与查找

在链表的遍历与查找操作中，二级指针可以用来遍历链表并查找特定的节点。

void traverseList(struct Node *head) {
    struct Node *temp = head;
    while (temp != NULL) {
        printf("%d -> ", temp->data);
        temp = temp->next;
    }
    printf("NULL\n");
}

struct Node* searchList(struct Node *head, int data) {
    struct Node *temp = head;
    while (temp != NULL) {
        if (temp->data == data) {
            return temp;
        }
        temp = temp->next;
    }
    return NULL;
}

实例分析

单链表的实现

下面是一个完整的单链表的实现，包括创建、插入、删除、遍历和查找操作。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

struct Node {
    int data;
    struct Node *next;
};

void createList(struct Node **head, int data) {
    *head = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
    (*head)->data = data;
    (*head)->next = NULL;
}

void insertAtHead(struct Node **head, int data) {
    struct Node *newNode = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
    newNode->data = data;
    newNode->next = *head;
    *head = newNode;
}

void insertAtTail(struct Node **head, int data) {
    struct Node *newNode = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
    newNode->data = data;
    newNode->next = NULL;

    if (*head == NULL) {
        *head = newNode;
        return;
    }

    struct Node *temp = *head;
    while (temp->next != NULL) {
        temp = temp->next;
    }
    temp->next = newNode;
}

void deleteAtHead(struct Node **head) {
    if (*head == NULL) return;

    struct Node *temp = *head;
    *head = (*head)->next;
    free(temp);
}

void deleteAtTail(struct Node **head) {
    if (*head == NULL) return;

    if ((*head)->next == NULL) {
        free(*head);
        *head = NULL;
        return;
    }

    struct Node *temp = *head;
    while (temp->next->next != NULL) {
        temp = temp->next;
    }
    free(temp->next);
    temp->next = NULL;
}

void traverseList(struct Node *head) {
    struct Node *temp = head;
    while (temp != NULL) {
        printf("%d -> ", temp->data);
        temp = temp->next;
    }
    printf("NULL\n");
}

struct Node* searchList(struct Node *head, int data) {
    struct Node *temp = head;
    while (temp != NULL) {
        if (temp->data == data) {
            return temp;
        }
        temp = temp->next;
    }
    return NULL;
}

int main() {
    struct Node *head = NULL;

    createList(&head, 10);
    insertAtHead(&head, 20);
    insertAtTail(&head, 30);
    traverseList(head);

    deleteAtHead(&head);
    traverseList(head);

    deleteAtTail(&head);
    traverseList(head);

    return 0;
}

双向链表的实现

下面是一个完整的双向链表的实现，包括创建、插入、删除、遍历和查找操作。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

struct Node {
    int data;
    struct Node *next;
    struct Node *prev;
};

void createList(struct Node **head, int data) {
    *head = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
    (*head)->data = data;
    (*head)->next = NULL;
    (*head)->prev = NULL;
}

void insertAtHead(struct Node **head, int data) {
    struct Node *newNode = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
    newNode->data = data;
    newNode->next = *head;
    newNode->prev = NULL;

    if (*head != NULL) {
        (*head)->prev = newNode;
    }
    *head = newNode;
}

void insertAtTail(struct Node **head, int data) {
    struct Node *newNode = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
    newNode->data = data;
    newNode->next = NULL;

    if (*head == NULL) {
        newNode->prev = NULL;
        *head = newNode;
        return;
    }

    struct Node *temp = *head;
    while (temp->next != NULL) {
        temp = temp->next;
    }
    temp->next = newNode;
    newNode->prev = temp;
}

void deleteAtHead(struct Node **head) {
    if (*head == NULL) return;

    struct Node *temp = *head;
    *head = (*head)->next;
    if (*head != NULL) {
        (*head)->prev = NULL;
    }
    free(temp);
}

void deleteAtTail(struct Node **head) {
    if (*head == NULL) return;

    if ((*head)->next == NULL) {
        free(*head);
        *head = NULL;
        return;
    }

    struct Node *temp = *head;
    while (temp->next->next != NULL) {
        temp = temp->next;
    }
    free(temp->next);
    temp->next = NULL;
}

void traverseList(struct Node *head) {
    struct Node *temp = head;
    while (temp != NULL) {
        printf("%d -> ", temp->data);
        temp = temp->next;
    }
    printf("NULL\n");
}

struct Node* searchList(struct Node *head, int data) {
    struct Node *temp = head;
    while (temp != NULL) {
        if (temp->data == data) {
            return temp;
        }
        temp = temp->next;
    }
    return NULL;
}

int main() {
    struct Node *head = NULL;

    createList(&head, 10);
    insertAtHead(&head, 20);
    insertAtTail(&head, 30);
    traverseList(head);

    deleteAtHead(&head);
    traverseList(head);

    deleteAtTail(&head);
    traverseList(head);

    return 0;
}

总结

本文详细介绍了C语言中二级指针的概念及其在链表中的应用。通过实例分析，我们展示了如何使用二级指针来创建、插入、删除、遍历和查找链表中的节点。二级指针在处理复杂数据结构时非常有用，尤其是在链表的操作中。希望本文能帮助读者更好地理解二级指针和链表的使用。

推荐阅读：
  1. C语言的指针、链表的原理
  2. 学习C语言指针和链表的体会

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