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C语言数据结构实战：轻松学会链表、树等应用实例

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引言

在编程的世界里，数据结构是构建高效算法的基础。C语言作为一种高效、灵活的编程语言，非常适合用来学习和实践数据结构。本文将带你走进C语言的世界，通过具体的实例，让你轻松学会链表、树等数据结构的应用。

链表

链表简介

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。链表具有插入、删除和查找操作灵活的特点。

单链表实现

下面是一个简单的单链表实现示例：

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

// 定义链表节点结构体
typedef struct Node {
    int data;
    struct Node* next;
} Node;

// 创建新节点
Node* createNode(int data) {
    Node* newNode = (Node*)malloc(sizeof(Node));
    newNode->data = data;
    newNode->next = NULL;
    return newNode;
}

// 向链表末尾添加节点
void appendNode(Node** head, int data) {
    Node* newNode = createNode(data);
    if (*head == NULL) {
        *head = newNode;
    } else {
        Node* temp = *head;
        while (temp->next != NULL) {
            temp = temp->next;
        }
        temp->next = newNode;
    }
}

// 打印链表
void printList(Node* head) {
    Node* temp = head;
    while (temp != NULL) {
        printf("%d ", temp->data);
        temp = temp->next;
    }
    printf("\n");
}

// 主函数
int main() {
    Node* head = NULL;
    appendNode(&head, 1);
    appendNode(&head, 2);
    appendNode(&head, 3);
    printList(head);
    return 0;
}

双向链表实现

双向链表是单链表的扩展，每个节点包含指向前一个节点的指针。下面是一个双向链表的实现示例：

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

// 定义双向链表节点结构体
typedef struct Node {
    int data;
    struct Node* prev;
    struct Node* next;
} Node;

// 创建新节点
Node* createNode(int data) {
    Node* newNode = (Node*)malloc(sizeof(Node));
    newNode->data = data;
    newNode->prev = NULL;
    newNode->next = NULL;
    return newNode;
}

// 向链表末尾添加节点
void appendNode(Node** head, int data) {
    Node* newNode = createNode(data);
    if (*head == NULL) {
        *head = newNode;
    } else {
        Node* temp = *head;
        while (temp->next != NULL) {
            temp = temp->next;
        }
        temp->next = newNode;
        newNode->prev = temp;
    }
}

// 打印链表
void printList(Node* head) {
    Node* temp = head;
    while (temp != NULL) {
        printf("%d ", temp->data);
        temp = temp->next;
    }
    printf("\n");
}

// 主函数
int main() {
    Node* head = NULL;
    appendNode(&head, 1);
    appendNode(&head, 2);
    appendNode(&head, 3);
    printList(head);
    return 0;
}

树

树简介

树是一种非线性数据结构，由节点组成，每个节点有零个或多个子节点。树具有层次结构，节点之间的关系是一对多的。

二叉树实现

下面是一个简单的二叉树实现示例：

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

// 定义二叉树节点结构体
typedef struct Node {
    int data;
    struct Node* left;
    struct Node* right;
} Node;

// 创建新节点
Node* createNode(int data) {
    Node* newNode = (Node*)malloc(sizeof(Node));
    newNode->data = data;
    newNode->left = NULL;
    newNode->right = NULL;
    return newNode;
}

// 向二叉树添加节点
void insertNode(Node** root, int data) {
    if (*root == NULL) {
        *root = createNode(data);
    } else {
        Node* temp = *root;
        while (temp != NULL) {
            if (data < temp->data) {
                if (temp->left == NULL) {
                    temp->left = createNode(data);
                    break;
                }
                temp = temp->left;
            } else {
                if (temp->right == NULL) {
                    temp->right = createNode(data);
                    break;
                }
                temp = temp->right;
            }
        }
    }
}

// 打印二叉树
void printTree(Node* root) {
    if (root != NULL) {
        printTree(root->left);
        printf("%d ", root->data);
        printTree(root->right);
    }
}

// 主函数
int main() {
    Node* root = NULL;
    insertNode(&root, 1);
    insertNode(&root, 2);
    insertNode(&root, 3);
    printTree(root);
    return 0;
}

总结

通过本文的学习，相信你已经对C语言中的链表和树有了初步的了解。在实际编程中，合理运用这些数据结构可以大大提高程序的效率。希望本文能帮助你轻松学会链表、树等数据结构的应用实例。

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