Langage C - Les listes chaînées

Décembre 2016

La notion de structure autoréferrentielle


Une structure autoréferrentielle (parfois appelée structure récursive) correspond à une structure

dont au moins un des champs contient un pointeur vers une structure de même type. De cette façon on crée des éléments
(appelés parfois noeuds ou liens) contenant
des données, mais, contrairement à un tableau, celles-ci peuvent être éparpillées en mémoire et reliées entre elles
par des liens logiques (des pointeurs), c'est-à-dire un ou plusieurs champs dans chaque structure contenant l'adresse d'une ou plusieurs structures
de même type.

  • Lorsque la structure contient des données et un pointeur vers la structure suivante on parle de liste chaînée
  • Lorsque la structure contient des données, un pointeur vers la structure suivante, et un pointeur vers la structure précédente on parle de liste chaînée double
  • Lorsque la structure contient des données, un pointeur vers une première structure suivante, et un pointeur vers une seconde, on parle d'arbre binaire

Qu'est-ce qu'une liste chaînée ?


Une liste chaînée est une structure comportant des champs contenant des données
et un pointeur vers une structure de même type. Ainsi, la structure correspondant à une liste chaînée
contenant une chaîne de 15 caractères et un entier ressemble à ceci :


struct Nom_de_la_liste {
char Chaine[16];

int Entier;

struct Nom_de_la_liste * pSuivant;

};


On représente généralement cette structure de la manière suivante :



Chaîne
Entier
Pointeur vers suivant




Une liste chaînée se représente donc de la façon suivante :


Liste chaînée simple




En réalité la déclaration de la structure et la récursivité

de celle-ci grâce à des pointeurs est nécessaire car cela crée
une chaîne d'enregistrements liés par des liens logiques, mais cela n'est pas suffisant.
En effet, il est nécessaire de conserver une « trace » du premier enregistrement afin
de pouvoir accéder aux autres, c'est pourquoi un pointeur vers le premier élément
de la liste est indispensable. Ce pointeur est appelé pointeur de tête. D'autre
part, étant donné que le dernier enregistrement ne pointe vers rien, il est nécessaire
de donner à son pointeur la valeur NULL :


Liste chaînée simple




Pour créer une liste chaînée en langage C, il s'agit dans un premier temps
de définir la structure de données, ainsi qu'un pointeur vers une structure du
type de celle définie précédemment, afin de pointer vers la tête de la liste,
c'est-à-dire le premier enregistrement :

struct Liste {
char Chaine[16];

struct Liste * pSuivant;

};

struct Liste *Nouveau;

struct Liste *Tete;

Tete = NULL;

Ajout d'un premier élément


Une fois la structure et les pointeurs définis, il est possible d'ajouter un premier
maillon à la liste chaînée, puis de l'affecter au pointeur Tete.
Pour cela il est nécessaire :

  • d'allouer la mémoire nécessaire au nouveau maillon grâce à la fonction malloc,

selon la syntaxe suivante :

Nouveau = (Liste*)malloc(sizeof(struct Liste));
  • d'assigner au champ « pointeur » du nouveau maillon, la valeur du pointeur vers le maillon de tête :


Nouveau->pSuivant = Tete;
  • définir le nouveau maillon comme maillon de tête :


Tete = Nouveau;





  • Il est conseillé de tester la valeur renvoyée en retour par la fonction


malloc() afin de savoir si l'allocation dynamique de mémoire s'est déroulée correctement.

Ajout d'un élément en fin de liste


L'ajout d'un élément à la fin de la liste chaînée est
similaire, à la différence près qu'il faut définir un pointeur
(appelé généralement pointeur courant) afin de parcourir la liste
jusqu'à atteindre le dernier maillon (celui dont le pointeur possède la valeur NULL).
Les étapes à suivre sont donc :

  • la définition d'un pointeur courant :


struct Liste * pCourant;
  • le parcours de la liste chaînée jusqu'au dernier noeud :


if (Tete != NULL) {
pCourant = Tete;

while (pCourant->pSuivant != NULL) pCourant = pCourant->pSuivant;

}
  • l'allocation de mémoire pour le nouvel élément :


Nouveau = (Liste*)malloc(sizeof(struct Liste));
  • faire pointer le pointeur courant vers le nouveau noeud, et le nouveau noeud vers NULL :


pCourant->pSuivant = Nouveau;

Nouveau->pSuivant = NULL;

Qu'est-ce qu'une liste chaînée double ?


Une liste chaînée double est basée sur le même principe
que la liste chaînée simple, à la différence près qu'elle
contient non seulement un pointeur vers le maillon suivant mais aussi un pointeur vers le maillon
précédent, permettant de cette façon le parcours de la liste dans les deux sens.
Ainsi, la structure correspondant à une liste chaînée double
contenant une chaîne de 15 caractères et un entier ressemble à ceci :

struct Liste {
char Chaine[16];

int Entier;

struct Liste * pSuivant;

struct Liste * pPrecedent
};




On représente généralement cette structure de la manière suivante :



Données
Pointeur vers suivant
Pointeur vers précédent




Une liste chaînée double se représente donc de la façon suivante :


Liste chaînée double

A voir également :

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