如何定义链表结点的数据结构？

1.1.1 数据与p_next分离

由于链表只关心p_next指针，因此完全没有必要在链表结点中定义数据域，那么只保留p_next指针就好了。链表结点的数据结构(slist.h)定义如下：

1 typedef struct _slist_node{

2 struct _slist_node *p_next; // 指向下一个结点的指针

3 }slist_node_t;

由于结点中没有任何数据，因此节省了内存空间，其详见图3.10。

图3.10 链表

当用户需要使用链表管理数据时，仅需关联数据和链表结点，最简单的方式是将数据和链表结点打包在一起。以int类型数据为例，首先将链表结点作为它的一个成员，再添加与用户相关的int类型数据，该结构体定义如下：

1 typedef struct _slist_int{

2 slist_node_t node; // 包含链表结点

3 int data; // int类型数据

4 }slist_int_t;

由此可见，无论是什么数据，链表结点只是用户数据记录的一个成员。当调用链表接口时，仅需将node的地址作为链表接口参数即可。在定义链表结点的数据结构时，由于仅删除了data成员，因此还是可以直接使用原来的slist_add_tail()函数，管理int型数据的范例程序详见程序清单3.14。

程序清单3.14 管理int型数据的范例程序

1 #include

2 typedef struct _slist_int{

3 slist_node_t node;

4 int data;

5 }slist_int_t;

6

7 int main (void)

8 {

9 slist_node_t head = {NULL};

10 slist_int_t node1, node2, node3;

11 slist_node_t *p_tmp;

12

13 node1.data = 1;

14 slist_add_tail(head, node1.node);

15 node2.data = 2;

16 slist_add_tail(head, node2.node);

17 node3.data = 3;

18 slist_add_tail(head, node3.node);

19 p_tmp = head.p_next;

20 while (p_tmp != NULL){

21 printf(%d , ((slist_int_t *)p_tmp)->data);

22 p_tmp = p_tmp->p_next;

23 }

24 return 0;

25 }

由于用户需要初始化head为NULL，且遍历时需要操作各个结点的p_next指针。链表的数据结构而将数据和p_next分离的目的就是使各自的功能职责分离，链表只需要关心p_next的处理，用户只关心数据的处理。因此，对于用户来说，链表结点的定义就是一个“黑盒子”，只能通过链表提供的接口访问链表，不应该访问链表结点的具体成员。

在main函数中，先定义一个头结点指针head，然后调用create函数创建链表，并将链表的头结点。最近看了《剑指offer》这本书，遇到了一个问题：反转链表 题目:定义一个函数，输入一个链表的头结点，反转该链表并输出反转后的链表的头结点。问题描述 定义一个函数，输入一个链表的头结点，反转该链表并输出反转后的链表的头结点。

int slist_init (slist_node_t *p_head);

由于头结点的类型与其它普通结点的类型一样，因此很容易让用户误以为，这是初始化所有结点的函数。实际上，头结点与普通结点的含义是不一样的，由于只要获取头结点就可以遍历整个链表，因此头结点往往是被链表的拥有者持有，而普通结点仅仅代表单一的一个结点。为了避免用户将头结点和其它结点混淆，需要再定义一个头结点类型(slist.h)：

typedef slist_node_t slist_head_t;

基于此，将链表初始化函数原型(slist.h)修改为：

int slist_init (slist_head_t *p_head);

其中，p_head指向待初始化的链表头结点，slist_init()函数的实现详见程序清单3.15。

程序清单3.15 链表初始化函数

1 int slist_init (slist_head_t *p_head)

2 {

3 if (p_head == NULL){

4 return -1;

5 }

6 p_head -> p_next = NULL;

7 return 0;

8 }

在向链表添加结点前，需要初始化头结点。即：

slist_node_t head;

slist_init(head);

由于重新定义了头结点的类型，因此添加结点的函数原型也应该进行相应的修改。即：

int slist_add_tail (slist_head_t *p_head, slist_node_t *p_node);

其中，p_head指向链表头结点，p_node为新增的结点，slist_add_tail()函数的实现详见程序清单3.16。链表的数据结构

程序清单3.16 新增结点范例程序

1 int slist_add_tail (slist_head_t *p_head, slist_node_t *p_node)

2 {

3 slist_node_t *p_tmp;

4

5 if ((p_head == NULL) || (p_node == NULL)){

6 return -1;

7 }

8 p_tmp = p_head;

9 while (p_tmp -> p_next != NULL){

10 p_tmp = p_tmp -> p_next;

11 }

12 p_tmp -> p_next = p_node;

13 p_node -> p_next = NULL;

14 return 0;

15 }

同理，当前链表的遍历采用的还是直接访问结点成员的方式，其核心代码如下：

1 slist_node_t *p_tmp = head.p_next;

2 while (p_tmp != NULL){

3 printf(%d , ((slist_int_t *)p_tmp)->data);

4 p_tmp = p_tmp->p_next;

5 }

这里主要对链表作了三个操作：(1)得到第一个用户结点;(2)得到当前结点的下一个结点;(3)判断链表是否结束，与结束标记(NULL)比较。

基于此，将分别提供三个对应的接口来实现这些功能，避免用户直接访问结点成员。它们的函数原型为(slist.h)：

slist_node_t *slist_begin_get (slist_head_t *p_head); // 获取开始位置，第一个用户结点

slist_node_t *slist_next_get (slist_head_t *p_head, slist_node_t *p_pos);// 获取某一结点的后一结点

= null) { // 建立一个while循环，结束条件是到达尾结点。 // p1指前面的结点(原链表)，刚开始赋null是为了让第一个结点(也就是倒置后的尾结点)的地址区间清空。把尾结点和头结点的关系给干掉，展成一条链，回到头结点，往下移动，在往下移动前，先游历这个结点，在判断能不能往下。

其实现代码详见程序清单3.17。

程序清单3.17 遍历相关函数实现

1 1 1 1 1 1 3 1 1 2 2 2 3 2 1 2 2 1 2 1 2 2 3 1 1 1 1 1 1 1 5 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3 1 1。0 0 3 1 1 1 1 3 1 1 2 0 1 2 1 1 3 2 2 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 3 0 1 1。2 2 3 1 1 1 1 3 1 1 1 1 2 2 1 1 1 1 1 0 1 1 1 2 1 3 2 3 1 1 1 3 1 2 3 1 2 1 1 1 1 1 1。

关键词： 链表结点 数据结构

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