1、定义

用一组地址任意的存储单元存放线性表中的数据元素。
其结构特点：逻辑上相邻的数据元素在物理上不一定相邻。

2、表示方式

链表中的数据是以结点来表示

3、时间效率

*插入和删除一个数据元素的时间复杂度为O(1)
*查找的时间复杂度为O(n)

4、相关概念

数据域

存储数据元素信息的域

指针域

存储后继元素的域

节点

数据域+指针域

头指针

指向链表中第一个结点（或为头结点、或为首元结点）的指针

头结点

在链表的首元结点之前附设的一个结点；数据域内只放空表标志和表长等信息，它不计入表长度

首元结点

指链表中存储线性表第一个数据元素a０的结点在这里插入图片描述

5、头指针与头结点的异同

头指针

*头指针具有标识作用，所以常用头指针冠以链表的名字
*头指针必须有。无论链表是否为空，头指针不为空。

头结点

*头结点不是必需的
*头结点的数据域一般无意义（也可存放链表长度）
*头结点使得对首元结点的插入与删除与其他节点的操作统一起来了

6、带头节点的单链表与不带头结点的单链表

带头节点的单链表
在这里插入图片描述
不带头结点的单链表

7、单链表的优缺点（相比于线性表）

和顺序表相比，单链表的优点和缺点正好相反
优点

*不需要预先确定数据元素的最大个数
*插入和删除操作不需要移动数据元素

缺点

*查找数据元素时需要顺序进行，不能像顺序表那样随机查找任意一个数据元素
*每个结点中要有一个指针域，因此空间单元利用率不高，而且单链表操作的算法也较复杂

8、带头结点的单链表代码

link.h

#ifndef MAINWINDOW_H
#define MAINWINDOW_H
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define FALSE 0
#define TRUE 1
typedef int Status;     //返回状态
typedef int DataType;   //数据类型
typedef struct Node
{ 
    DataType data;
    struct Node *next;
}Link;
int LinkLength(Link *head);                                 //获取链表长度
void InitiaLink(Link **head);                               //初始化链表
Status CleanLink(Link *head);                               //清空链表
Status DestroyLink(Link *head);                             //销毁链表
Status DeleteLinkElem(Link *head, int i);                   //删除链表元素
Status GetLinkElem(Link *head, int i, DataType *elem);      //获取链表元素
Status LinkInsertElem(Link *head, int i, DataType elem);    //在链表插入元素
#endif // MAINWINDOW_H

link.c

#include "link.h"
//初始化链表
void InitiaLink(Link **head)
{ 
    *head = (Link *)malloc(sizeof(Link));
    (*head)->next = NULL;
    (*head)->data = 0;
}
//获取链表长度
int LinkLength(Link *head)
{ 
    int length = 0;
    Link *p = head;
    if (head == NULL)
    { 
        return length;
    }
    while(p->next != NULL)
    { 
        length++;
        p = p->next;
    }
    return length;
}
//插入元素
Status LinkInsertElem(Link *head, int i, DataType elem)
{ 
    int j = 0;
    Link *q = NULL;
    Link *p = head;
    if (i < 0)
    { 
        printf("Error index!\n");
        return FALSE;
    }
    while (p->next != NULL && j < i - 1)
    { 
        p = p->next;
        j++;
    }
    if(j != i - 1)
    { 
        printf("元素位置参数错！\n");
        return FALSE;
    }
    q = (Link *)malloc(sizeof(Link));
    q->data = elem;
    q->next = p->next;
    p->next = q;
    return TRUE;
}
//获取元素
Status GetLinkElem(Link *head, int i, DataType *elem)
{ 
    int j = 0;
    Link *p = head;
    if (i > LinkLength(head) || i < 0)
    { 
        printf("Error index!\n");
        return FALSE;
    }
    while (p->next != NULL && j < i)
    { 
        p = p->next;
        j++;
    }
    if(j != i)
    { 
        printf("取元素位置参数错误！\n");
        return FALSE;
    }
    *elem = p->data;
    return TRUE;
}
//删除元素
Status DeleteLinkElem(Link *head, int i)
{ 
    int j = 0;
    Link *p = head;
    Link *q = NULL;
    if (i > LinkLength(head) || i < 0)
    { 
        printf("Error index!\n");
        return FALSE;
    }
    while (p->next != NULL && j < i - 1)
    { 
        p = p->next;
        j++;
    }
    if(j != i - 1)
    { 
        printf("位置参数错误！\n");
        return FALSE;
    }
    q = p->next;
    p->next = p->next->next;
    free(q);
    return TRUE;
}
//销毁链表
Status DestroyLink(Link *head)
{ 
    Link *q = NULL;
    Link *p = head;
    if (p == NULL)
    { 
        printf("Link is empty!\n");
        return FALSE;
    }
    while (p != NULL)
    { 
        q = p;
        p = p->next;
        free(q);
    }
    head = NULL;
    return TRUE;
}
//清空链表
Status CleanLink(Link *head)
{ 
    Link *q = NULL;
    Link *p = head;
    if (p->next == NULL)
    { 
        printf("Link has been cleaned!\n");
        return FALSE;
    }
    while (p->next != NULL)
    { 
        q = p->next;
        p->next = p->next->next;
        free(q);
    }
    return TRUE;
}

main.c

#include "link.h"
int main()
{ 
    int elem = 0;
    int length = 0;
    Link *head;
    InitiaLink(&head);
    printf("Insert data:\n");
    for (int i = 1; i <= 10; i++)
    { 
        LinkInsertElem(head, i, i);
    }
    printf("Link data:\n");
    for (int i = 1; i <= LinkLength(head); i++)
    { 
        GetLinkElem(head, i, &elem);
        printf("%d\n", elem);
    }
    length = LinkLength(head);
    printf("Link length:%d\n", length);
    printf("After delete data:\n");
    DeleteLinkElem(head, 4);
    for (int i = 1; i <= LinkLength(head); i++)
    { 
        GetLinkElem(head, i, &elem);
        printf("%d\n", elem);
    }
    length = LinkLength(head);
    printf("Link length:%d\n", length);
    printf("Clean link:\n");
    CleanLink(head);
    length = LinkLength(head);
    printf("Link length:");
    printf("%d\n", length);
    printf("Destory link:\n");
    DestroyLink(head);
    printf("Link has been destoryed!\n");
    return 0;
}