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如何在Linux系统中创建链表？

admin
行业动态
2025-05-03
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在Linux系统中创建链表通常使用C语言，通过定义包含数据域和指针域的结构体节点，利用malloc动态分配内存，并通过指针将各节点连接，需注意内存管理及指针操作，适用于内核模块或系统级程序开发。

在Linux系统开发中链表是基础数据结构之一，广泛应用于内核模块、系统工具和应用程序，以下内容通过C语言示例，详细说明在Linux环境下创建、操作链表的完整流程，包含内存管理规范和高效代码实践,确保代码的稳定性和性能。

链表的基础结构

链表由节点（Node）构成，每个节点包含数据域和指针域,在C语言中通过结构体定义：

struct ListNode {
    int data;               // 数据域（可替换为其他类型）
    struct ListNode *next;  // 指针域，指向下一个节点
};

创建链表的步骤分解

初始化头节点

头节点（head）是链表的起点,建议使用动态内存分配：

struct ListNode* create_head() {
    struct ListNode* head = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));
    if (head == NULL) {
        perror("内存分配失败");  // 错误处理
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    head->next = NULL;       // 初始化为空链表
    return head;
}

插入节点（尾部插入法）

保持链表有序性，时间复杂度为O(n)：

void insert_node(struct ListNode* head, int value) {
    struct ListNode* new_node = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));
    new_node->data = value;
    new_node->next = NULL;
    struct ListNode* current = head;
    while (current->next != NULL) {  // 遍历到链表末尾
        current = current->next;
    }
    current->next = new_node;        // 链接新节点
}

删除指定节点

需处理内存释放和指针重定向：

void delete_node(struct ListNode* head, int target) {
    struct ListNode* prev = head;
    struct ListNode* current = head->next;
    while (current != NULL) {
        if (current->data == target) {
            prev->next = current->next;
            free(current);            // 释放内存
            return;
        }
        prev = current;
        current = current->next;
    }
    fprintf(stderr, "未找到目标节点n");  // 错误提示
}

遍历链表

调试或输出链表内容：

void print_list(struct ListNode* head) {
    struct ListNode* current = head->next;  // 跳过头节点
    while (current != NULL) {
        printf("%d -> ", current->data);
        current = current->next;
    }
    printf("NULLn");
}

释放链表内存

防止内存泄漏的必须操作：

void free_list(struct ListNode* head) {
    struct ListNode* current = head;
    while (current != NULL) {
        struct ListNode* temp = current;
        current = current->next;
        free(temp);  // 逐节点释放
    }
}

完整示例代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
struct ListNode {
    int data;
    struct ListNode* next;
};
int main() {
    // 创建链表并插入数据
    struct ListNode* head = create_head();
    insert_node(head, 10);
    insert_node(head, 20);
    insert_node(head, 30);
    print_list(head);  // 输出: 10 -> 20 -> 30 -> NULL
    delete_node(head, 20);
    print_list(head);  // 输出: 10 -> 30 -> NULL
    free_list(head);   // 释放内存
    return 0;
}

Linux环境下的编译与调试

编译命令
```
gcc -o linked_list linked_list.c -Wall -Wextra
```
- -Wall -Wextra 启用严格警告检测代码隐患
内存泄漏检查
使用Valgrind工具：
```
valgrind --leak-check=full ./linked_list
```