Listy wiązane w języku C

Lista wiązana to dynamiczna struktura danych, w której elementy (węzły) są połączone za pomocą wskaźników.

W tej lekcji dowiedzą się Państwo:

• Jak działają listy wiązane.
• Jak wstawiać i usuwać węzły z listy wiązanej.
• Jakie zalety mają listy wiązane w porównaniu z tablicami.

Przykład: definiowanie węzła listy wiązanej

W języku C węzeł listy wiązanej definiuje się za pomocą konstrukcji struct zawierającej pole danych i wskaźnik do następnego węzła.

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

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

int main() {
    struct Node *head = NULL;
    return 0;
}

Wstawianie węzła na początku listy

Aby wstawić nowy węzeł na początku listy wiązanej:

• Utwórz nowy węzeł.
• Ustaw jego wskaźnik next na bieżącą głowę listy.
• Zaktualizuj wskaźnik głowy.

Przykład: wstawianie węzła na początku listy

Ten program wstawia nowy węzeł na początku listy wiązanej.

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

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

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

int main() {
    struct Node *head = NULL;
    insertAtBeginning(&head, 10);
    printf("Inserted: %d\n", head->data);
    return 0;
}

Usuwanie węzła

Aby usunąć węzeł z listy wiązanej:

• Znajdź węzeł, który ma zostać usunięty.
• Zaktualizuj wskaźnik next poprzedniego węzła.
• Zwolnij pamięć zajmowaną przez usunięty węzeł.

Przykład: usuwanie węzła

Ten program usuwa węzeł z listy wiązanej.

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

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

void deleteNode(struct Node **head, int key) {
    struct Node *temp = *head, *prev;
    if (temp != NULL && temp->data == key) {
        *head = temp->next;
        free(temp);
        return;
    }
    while (temp != NULL && temp->data != key) {
        prev = temp;
        temp = temp->next;
    }
    if (temp == NULL) return;
    prev->next = temp->next;
    free(temp);
}

int main() {
    struct Node *head = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
    head->data = 10;
    head->next = NULL;
    deleteNode(&head, 10);
    return 0;
}

Zalety list wiązanych

Listy wiązane mają kilka zalet w porównaniu z tablicami:

• Dynamiczny rozmiar (nie trzeba określać rozmiaru z wyprzedzeniem).
• Wydajne wstawianie i usuwanie elementów.
• Brak marnowania pamięci wynikającego ze stałego rozmiaru.

Podsumowanie

W tej lekcji poznali Państwo:

• Czym są listy wiązane i jak działają.
• Jak wstawiać i usuwać węzły.
• Jakie zalety mają listy wiązane w porównaniu z tablicami.

W następnej części przyjrzymy się stosom i kolejkom w języku C!