用于在链表中插入节点的 C 程序

我们在上一篇文章中介绍了链表。我们还创建了一个包含 3 个节点的简单链表并讨论了链表遍历。
这篇文章中讨论的所有程序都考虑了链表的以下表示。

C

// A linked list node
struct Node
{
  int data;
  struct Node *next;
};

在这篇文章中，讨论了在链表中插入新节点的方法。可以通过三种方式添加节点
1）在链表的前面
2）在给定节点之后。
3)在链表的末尾。

在前面添加一个节点：（4步过程）
新节点总是添加在给定链表的头部之前。新添加的节点成为链表的新头。例如，如果给定的链表是 10->15->20->25，我们在前面添加一个项目 5，那么链表变为 5->10->15->20->25。让我们将添加到列表前面的函数称为 push()。 push() 必须接收指向头指针的指针，因为 push 必须更改头指针以指向新节点（请参阅this）

以下是在前面添加节点的 4 个步骤。

C

// Given a reference (pointer to pointer) to 
// the head of a list and an int,  inserts a 
// new node on the front of the list. 
void push(struct Node** head_ref, 
          int new_data)
{
    // 1. Allocate node 
    struct Node* new_node = 
           (struct Node*) malloc(sizeof(struct Node));
   
    // 2. put in the data  
    new_node->data  = new_data;
   
    // 3. Make next of new node as head 
    new_node->next = (*head_ref);
   
    // 4. move the head to point to
    // the new node 
    (*head_ref)    = new_node;
}

push() 的时间复杂度是 O(1)，因为它做的工作量是恒定的。
在给定节点之后添加一个节点：（5个步骤）
我们得到一个指向节点的指针，新节点插入到给定节点之后。

C

// Given a node prev_node, insert a 
// new node after the given prev_node 
void insertAfter(struct Node* prev_node, 
                 int new_data) 
{ 
    // 1. Check if the given prev_node 
    // is NULL 
    if (prev_node == NULL) 
    { 
    printf("the given previous node cannot be NULL");     
    return; 
    } 
          
    // 2. Allocate new node 
    struct Node* new_node = 
           (struct Node*) malloc(sizeof(struct Node)); 
  
    // 3. Put in the data 
    new_node->data = new_data; 
  
    // 4. Make next of new node as next 
    // of prev_node 
    new_node->next = prev_node->next; 
  
    // 5. Move the next of prev_node 
    // as new_node 
    prev_node->next = new_node; 
}

insertAfter() 的时间复杂度是 O(1)，因为它做的工作量是恒定的。

最后添加一个节点：（6步过程）
新节点总是添加在给定链表的最后一个节点之后。例如，如果给定的链表是 5->10->15->20->25 并且我们在末尾添加了一个项目 30，那么链表变为 5->10->15->20->25- >30。
由于链接列表通常由其头部表示，因此我们必须遍历列表直到最后，然后将倒数第二个节点更改为新节点。

以下是最后添加节点的 6 个步骤。

C

// Given a reference (pointer to pointer) to 
// the head of a list and an int, appends a 
// new node at the end  
void append(struct Node** head_ref, 
            int new_data)
{
    // 1. Allocate node 
    struct Node* new_node = 
           (struct Node*) malloc(sizeof(struct Node));
  
    // Used in step 5
    struct Node *last = *head_ref;  
   
    // 2. Put in the data  
    new_node->data  = new_data;
  
    // 3. This new node is going to be the 
    //    last node, so make next of it as NULL
    new_node->next = NULL;
  
    // 4. If the Linked List is empty, then make 
    // the new node as head 
    if (*head_ref == NULL)
    {
       *head_ref = new_node;
       return;
    }  
       
    // 5. Else traverse till the last node 
    while (last->next != NULL)
        last = last->next;
   
    // 6. Change the next of last node 
    last->next = new_node;
    return;    
}

追加的时间复杂度是 O(n)，其中 n 是链表中的节点数。由于从头到尾有一个循环，因此该函数执行 O(n) 工作。
通过保留一个指向链表尾部的额外指针，还可以优化此方法以在 O(1) 中工作。

下面是一个完整的程序，它使用上述所有方法来创建一个链表。

C

// A complete working C program to demonstrate 
// all insertion methods on Linked List
#include 
#include 
  
// A linked list node
struct Node
{
  int data;
  struct Node *next;
};
  
// Given a reference (pointer to pointer) to 
// the head of a list and an int, inserts a 
// new node on the front of the list. 
void push(struct Node** head_ref, 
          int new_data)
{
    // 1. Allocate node 
    struct Node* new_node = 
           (struct Node*) malloc(sizeof(struct Node));
  
    // 2. Put in the data  
    new_node->data  = new_data;
  
    // 3. Make next of new node as head 
    new_node->next = (*head_ref);
  
    // 4. move the head to point to 
    //    the new node 
    (*head_ref)    = new_node;
}
  
// Given a node prev_node, insert a 
// new node after the given prev_node 
void insertAfter(struct Node* prev_node, 
                 int new_data)
{
    // 1. Check if the given prev_node 
    //    is NULL 
    if (prev_node == NULL)
    {
      printf("the given previous node cannot be NULL");
      return;
    }
  
    // 2. Allocate new node 
    struct Node* new_node =
           (struct Node*) malloc(sizeof(struct Node));
  
    // 3. Put in the data  
    new_node->data  = new_data;
  
    // 4. Make next of new node as next 
    //    of prev_node 
    new_node->next = prev_node->next;
  
    // 5. Move the next of prev_node 
    //    as new_node 
    prev_node->next = new_node;
}
  
// Given a reference (pointer to pointer) to 
// the head of a list and an int, appends a 
// new node at the end  
void append(struct Node** head_ref, 
            int new_data)
{
    // 1. Allocate node 
    struct Node* new_node = 
           (struct Node*) malloc(sizeof(struct Node));
  
    // Used in step 5
    struct Node *last = *head_ref;  
  
    // 2. Put in the data  
    new_node->data  = new_data;
  
    // 3. This new node is going to be the 
    //    last node, so make next of it as NULL
    new_node->next = NULL;
  
    // 4. If the Linked List is empty, then make 
    //    the new node as head 
    if (*head_ref == NULL)
    {
       *head_ref = new_node;
       return;
    }
  
    // 5. Else traverse till the last node 
    while (last->next != NULL)
        last = last->next;
  
    // 6. Change the next of last node 
    last->next = new_node;
    return;
}
  
// This function prints contents of the 
// linked list starting from head
void printList(struct Node *node)
{
  while (node != NULL)
  {
     printf(" %d ", node->data);
     node = node->next;
  }
}
  
// Driver code
int main()
{
  // Start with the empty list 
  struct Node* head = NULL;
  
  // Insert 6.  So linked list 
  // becomes 6->NULL
  append(&head, 6);
  
  // Insert 7 at the beginning. 
  // So linked list becomes 7->6->NULL
  push(&head, 7);
  
  // Insert 1 at the beginning. So 
  // linked list becomes 1->7->6->NULL
  push(&head, 1);
  
  // Insert 4 at the end. So linked list 
  // becomes 1->7->6->4->NULL
  append(&head, 4);
  
  // Insert 8, after 7. So linked list 
  // becomes 1->7->8->6->4->NULL
  insertAfter(head->next, 8);
  
  printf("Created Linked list is: ");
  printList(head);
  
  return 0;
}

输出：

Created Linked list is:  1  7  8  6  4

请参阅链表上的完整文章 |设置 2（插入节点）了解更多详情！