单链表是计算机科学中数据结构的基础之一，它在存储和处理有序或无序数据时发挥着重要作用。本文将深入探讨单链表的概念，以及如何使用C语言和C++实现其基本操作，如初始化、查找、插入、删除和展示。
让我们了解什么是单链表。单链表是一种线性数据结构，其中每个元素（称为节点）包含两部分：一部分存储数据，另一部分（称为指针或链接）指向下一个节点。与数组不同，链表的元素在内存中不一定是连续的，这使得插入和删除操作更为灵活。
在提供的资源中，`singly_linked_list.h`是头文件，它定义了链表节点和链表结构。`functional_operation.cpp`包含了实现链表操作的函数，而`main.cpp`是主程序，用于测试这些操作。`Singly_Linked_List.exe`是编译后的可执行文件，用于演示这些功能。
1. **初始化**：初始化单链表通常涉及创建一个空链表，即头节点为空。在C++中，可以使用指针初始化头节点，然后通过`nullptr`表示链表为空。
```cpp
struct ListNode {
int data;
ListNode* next;
};
ListNode* initList() {
return nullptr;
}
```
2. **查找**：在链表中查找特定值的节点，需要从头节点开始遍历链表，直到找到匹配的值或到达链表末尾。
```cpp
ListNode* findNode(ListNode* head, int target) {
while (head != nullptr && head->data != target) {
head = head->next;
}
return head; // 返回找到的节点或nullptr
}
```
3. **插入**：在链表中插入新节点，需要找到插入位置，然后修改前后节点的链接。例如，在链表末尾插入：
```cpp
void insertAtEnd(ListNode*& head, int value) {
ListNode* newNode = new ListNode{value, nullptr};
if (head == nullptr) {
head = newNode;
} else {
ListNode* temp = head;
while (temp->next != nullptr) {
temp = temp->next;
}
temp->next = newNode;
}
}
```
4. **删除**：删除节点需要找到待删除节点及其前一个节点，然后更新前一个节点的链接。删除头节点的情况需要特殊处理。
```cpp
void deleteNode(ListNode*& head, int value) {
if (head == nullptr) return;
if (head->data == value) {
ListNode* temp = head;
head = head->next;
delete temp;
return;
}
ListNode* current = head;
while (current->next != nullptr && current->next->data != value) {
current = current->next;
}
if (current->next != nullptr) {
ListNode* temp = current->next;
current->next = current->next->next;
delete temp;
}
}
```
5. **展示**：显示链表中的所有元素，从头节点开始遍历并打印每个节点的数据。
```cpp
void displayList(ListNode* head) {
ListNode* temp = head;
while (temp != nullptr) {
std::cout << temp->data << " ";
temp = temp->next;
}
std::cout << std::endl;
}
```
通过`main.cpp`，我们可以调用这些函数，创建实例，对单链表进行操作，并观察结果。提供的可执行文件`Singly_Linked_List.exe`允许用户直接体验这些功能，无需编写和编译代码。
总结来说，单链表是一种高效且灵活的数据结构，适用于多种场景。通过理解和实现这些基本操作，可以为理解和掌握更复杂的数据结构打下坚实基础。在实际编程中，理解链表的工作原理和如何操作它们对于优化算法性能至关重要。
Singly_Linked_List.rar （4个子文件） 
Singly_Linked_List.exe 72KB
functional_operation.cpp 4KB
