C语言-单向循环链表不带头节点的基本操作（增、删、改、查）
前言
这篇博客将带你从零开始，逐步实现一个不带头节点的单向循环链表，并完成其创建、遍历、增、删、改、查等核心操作。我们将重点关注那些容易出错的边界条件，并用清晰的代码进行解析。
详细代码
1、所需要包含的头文件以及定义链表的节点结构
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct Node
{int data;struct Node* next;
} Node;
2、创建新节点
Node* createNode(int data)
{Node* newNode = (Node*)malloc(sizeof(Node));if (!newNode){printf("内存分配失败\n");exit(1);}newNode->next = NULL;newNode->data = data;return newNode;
}
原理解释：创建的新节点的next先指向NULL
3、初始化空链表
Node* initList()
{return NULL;
}
4、判断链表是否为空
int isEmpty(Node* head)
{return head == NULL;
}
5、头插法
Node* insertAtHead(Node* head, int data)
{Node* newNode = createNode(data);//空链表，新节点指向自己if (isEmpty(head)){newNode->next = newNode;return newNode;}//非空链表，找到尾节点，插入到头部Node* tail = head;while (tail->next != head){tail = tail->next;}newNode->next = head;tail->next = newNode;return newNode;
}
原理解释：这里分两种情况讨论。第一种如果链表为空，则新节点指向自己；第二种如果链表非空，则找到尾部节点，然后插入到头部
6、尾插法
Node* insertAtTail(Node* head, int data)
{Node* newNode = createNode(data);//空链表，新节点指向自己if (isEmpty(head)){newNode->next = newNode;return newNode;}//非空链表，找到尾节点，插入到尾部Node* tail = head;while (tail->next != head){tail = tail->next;}tail->next = newNode;newNode->next = head;return head;
}
原理解释：这里分两种情况讨论。第一种如果链表为空，则新节点指向自己；第二种如果链表非空，则找到尾部节点，然后插入到尾部
7、在指定位置插入节点（位置从0开始）
Node* insertAtPosition(Node* head, int data, int position)
{if (position < 0){printf("位置不能为负的\n");return head;}//如果位置为0，相当于头插if (position == 0){return insertAtHead(head, data);}//空链表但位置不为0if (isEmpty(head)){printf("链表为空，但位置%d不为0，将插入到位置0\n", position);return insertAtHead(head, data);}Node* newNode = createNode(data);Node* current = head;int index = 0;//找到要插入位置的前一个节点while (current->next != head && index < position - 1){current = current->next;index++;}//如果位置超过链表长度，插入到末尾if (index < position - 1){printf("位置%d超出链表长度，将插入到末尾\n", position);}newNode->next = current->next;current->next = newNode;return head;
}
原理解释：
首先我们要先判断3种特殊情况。第一，插入的位置小于0，这是不被允许的，代码不进行任何插入操作，直接返回链表的头部节点；第二，插入的位置等于0，相当于头插，直接调用上面的函数即可；第三，链表为空但位置不为0，也是相当于头插，调用头插函数即可；
接着我们找到要插入位置的前一个节点，顺带判断一下位置是否超过链表长度，若超过，则直接插入到末尾。
最后正常插入即可。
8、在指定值后插入节点
Node* insertAfterValue(Node* head, int targetValue, int newValue)
{if (isEmpty(head)){printf("链表为空，无法插入\n");return head;}Node* current = head;//查找目标值do{if (current->data == targetValue){Node* newNode = createNode(newValue);newNode->next = current->next;current->next = newNode;return head;}current = current->next;} while (current != head);printf("未找到值为%d的节点\n", targetValue);return head;
}
原理解释：查找目标值这里选择do-while是因为，不管while有没有成立，都会至少执行一次do里面的代码
9、删除指定值的节点
Node* deleteByValue(Node* head, int data)
{if (isEmpty(head)){printf("链表为空\n");return NULL;}//如果链表只有一个节点if (head->next == head){if (head->data == data){free(head);return NULL;}else{printf("未找到数据为%d的节点\n", data);return head;}}Node* current = head;Node* prev = NULL;//查找要删除的节点do{if (current->data == data){break;}prev = current;current = current->next;} while (current != head);//未找到if (current->data != data){printf("未找到数据为%d的节点\n", data);return head;}//如果要删除的是头节点if (current == head){//找到尾节点Node* tail = head;while (tail->next != head){tail = tail->next;}tail->next = head->next;Node* newHead = head->next;free(head);return newHead;}//删除中间或尾部节点prev->next = current->next;free(current);return head;
}
原理解释：依旧先处理链表为空以及链表只有一个节点的特殊情况。然后进行正常的查找删除操作。这里不管删除的是中间节点还是尾部节点都满足"前驱指向后继"的逻辑，所以可以共用同一条语句。
10、查找节点
Node* search(Node* head, int data)
{if (isEmpty(head))return NULL;Node* current = head;do{if (current->data == data)return current;current = current->next;} while (current != head);return NULL;
}
11、获取链表长度
int getLength(Node* head)
{if (isEmpty(head))return 0;int length = 0;Node* current = head;do{length++;current = current->next;} while (current != head);return length;
}
12、打印链表
void printList(Node* head)
{if (isEmpty(head)){printf("链表为空\n");return;}Node* current = head;printf("链表内容: ");do{printf("%d", current->data);current = current->next;if (current != head)printf(" -> ");} while (current != head);printf(" -> ...(循环回到头部)\n");
}
13、销毁链表
void destroyList(Node* head)
{if (isEmpty(head))return;Node* current = head->next;Node* nextNode = NULL;//释放除头节点外的所有节点while (current != head){nextNode = current->next;free(current);current = nextNode;}free(head);
}
14、测试函数
int main() {Node* list = NULL;printf("=== 不带头节点的单向循环链表测试 ===\n\n");// 测试空链表printf("1. 初始化空链表:\n");printList(list);printf("链表长度: %d\n\n", getLength(list));// 测试尾插法printf("2. 尾插法插入 1, 2, 3:\n");list = insertAtTail(list, 1);list = insertAtTail(list, 2);list = insertAtTail(list, 3);printList(list);printf("链表长度: %d\n\n", getLength(list));// 测试头插法printf("3. 头插法插入 0:\n");list = insertAtHead(list, 0);printList(list);printf("链表长度: %d\n\n", getLength(list));// 测试指定位置插入printf("4. 在位置2插入 99:\n");list = insertAtPosition(list, 99, 2);printList(list);printf("链表长度: %d\n\n", getLength(list));// 测试在指定值后插入printf("5. 在值2后插入 88:\n");list = insertAfterValue(list, 2, 88);printList(list);printf("链表长度: %d\n\n", getLength(list));// 测试边界情况：位置超出printf("6. 在位置10插入 77:\n");list = insertAtPosition(list, 77, 10);printList(list);printf("链表长度: %d\n\n", getLength(list));// 测试查找printf("7. 查找值为2的节点:\n");Node* found = search(list, 2);if (found) {printf("找到节点，值为: %d\n\n", found->data);}else {printf("未找到节点\n\n");}// 测试删除printf("8. 删除值为99的节点:\n");list = deleteByValue(list, 99);printList(list);printf("链表长度: %d\n\n", getLength(list));// 测试删除头节点printf("9. 删除头节点(值为0):\n");list = deleteByValue(list, 0);printList(list);printf("链表长度: %d\n\n", getLength(list));// 销毁链表printf("10. 销毁链表:\n");destroyList(list);list = NULL;printList(list);return 0;
}
应用场景
- 固定内存块管理（内存池）
- 轮询调度（任务/定时器）
- 循环缓冲区
- 嵌入式资源管理