📑 Περιεχόμενα

5.1 Τι είναι οι αυτοαναφορικές δομές
5.2 Η δομή Node & η Linked List
5.3 Παράδειγμα: Playlist με Linked List
5.4 Traversal — Διάσχιση της Linked List
5.5 Η λύση: head
5.6 Άσκηση

5.1 Τι είναι οι αυτοαναφορικές δομές

Μια αυτοαναφορική δομή (self-referential structure) είναι μια struct που περιέχει pointer προς δομή του ίδιου τύπου.

Με απλά λόγια: η δομή «δείχνει» σε άλλη δομή ίδιου τύπου. Σκεφτείτε το σαν μια αλυσίδα — κάθε κρίκος γνωρίζει ποιος είναι ο επόμενος.

📌 Πού χρησιμοποιούνται;

Οι αυτοαναφορικές δομές αποτελούν τη βάση για πολλές δομές δεδομένων:

Linked Lists (Συνδεδεμένες Λίστες)
Trees (Δέντρα)
Graphs (Γραφήματα)

Linked Lists (Συνδεδεμένες Λίστες)

Φανταστείτε ένα τρένο: κάθε βαγόνι είναι συνδεδεμένο με το επόμενο. Κάθε κόμβος «δείχνει» στον επόμενο, σχηματίζοντας μια αλυσίδα. Ο τελευταίος κόμβος δείχνει σε NULL (τέλος).

→

NULL

🌍 Πού τις συναντάμε στην καθημερινότητα;

Playlist μουσικής — κάθε τραγούδι «ξέρει» ποιο είναι το επόμενο
Undo/Redo — κάθε ενέργεια συνδέεται με την προηγούμενη (π.χ. Ctrl+Z στο Word)
Browser history — κάθε σελίδα δείχνει στην προηγούμενη (κουμπί «Πίσω»)
Ουρά εκτύπωσης — τα έγγραφα εκτυπώνονται με τη σειρά που μπήκαν

Trees (Δέντρα)

Σκεφτείτε ένα οικογενειακό δέντρο: ένας γονέας μπορεί να έχει πολλά παιδιά. Στην πληροφορική, κάθε κόμβος «δείχνει» σε δύο ή περισσότερα παιδιά-κόμβους. Ξεκινάμε πάντα από τη ρίζα (root) και κατεβαίνουμε προς τα φύλλα.

/*
        root
       /    \
      B      C
     / \
    D   E
*/

🌍 Πού τα συναντάμε στην καθημερινότητα;

Φάκελοι στον υπολογιστή — κάθε φάκελος περιέχει υποφακέλους (Documents → Projects → myApp)
Οργανόγραμμα εταιρείας — διευθυντής → τμηματάρχες → υπάλληλοι
HTML σελίδα — κάθε στοιχείο περιέχει παιδιά-στοιχεία (<html> → <body> → <div>)
Τουρνουά — οι αγώνες σχηματίζουν δέντρο μέχρι τον τελικό

Graphs (Γραφήματα)

Σκεφτείτε ένα χάρτη πόλεων: κάθε πόλη συνδέεται με πολλές άλλες, χωρίς συγκεκριμένη ιεραρχία. Κάθε κόμβος μπορεί να «δείχνει» σε οποιονδήποτε άλλο — ακόμα και πίσω στον εαυτό του. Είναι η πιο γενική μορφή σύνδεσης.

/*
    A --- B
    |   / |
    |  /  |
    C --- D
*/

🌍 Πού τα συναντάμε στην καθημερινότητα;

Google Maps — δρόμοι που συνδέουν διασταυρώσεις, βρίσκει τη συντομότερη διαδρομή
Κοινωνικά δίκτυα — Facebook/Instagram: κάθε χρήστης συνδέεται με φίλους, που συνδέονται με δικούς τους φίλους
Δίκτυο Wi-Fi — συσκευές που επικοινωνούν μεταξύ τους μέσα στο ίδιο δίκτυο
Σύστημα πτήσεων — αεροδρόμια συνδεδεμένα με απευθείας πτήσεις

📝 Σημείωση: Σε αυτό το κεφάλαιο θα ασχοληθούμε μόνο με Linked Lists, γιατί είναι η πιο απλή και θεμελιώδης δομή. Τα δέντρα και τα γραφήματα αποτελούν θέματα προχωρημένων μαθημάτων.

5.2 Η δομή Node & η Linked List

Ας δούμε γραμμή-γραμμή τη δομή ενός κόμβου με αναλυτικά σχόλια, για να καταλάβεις ακριβώς τι κάνει κάθε μέρος:

// Ορισμός μιας δομής (struct) που περιγράφει έναν κόμβο μιας Linked List
struct Node {

    int data;
    // Μεταβλητή που αποθηκεύει την τιμή του κόμβου.
    // Μπορεί να είναι οποιοδήποτε δεδομένο (εδώ είναι int).
    // Παράδειγμα: 5, 10, 20 κλπ.

    struct Node *next;
    // Pointer (δείκτης) που δείχνει στη διεύθυνση μνήμης
    // του επόμενου κόμβου στη λίστα.
    // Δηλαδή συνδέει αυτόν τον κόμβο με τον επόμενο.
    // Αν είναι ο τελευταίος κόμβος τότε next = NULL.

};

🔎 Πώς φαίνεται στη μνήμη

Φαντάσου ότι έχουμε τη λίστα:

→

NULL

Τότε οι κόμβοι είναι περίπου έτσι στη μνήμη:

Node1
[data:10 | next: address Node2]

Node2
[data:20 | next: address Node3]

Node3
[data:30 | next: NULL]

💡 Δηλαδή:

data → αποθηκεύει την τιμή
next → δείχνει στον επόμενο κόμβο

📌 Γιατί γράφουμε struct Node *next ;

Επειδή κάθε κόμβος πρέπει να δείχνει σε άλλον κόμβο του ίδιου τύπου, ο pointer πρέπει να είναι pointer σε Node. Δηλαδή:

Node -> Node -> Node -> NULL

📌 typedef με Node

Με το typedef μπορούμε να δώσουμε νέο (συντομότερο) όνομα στον τύπο. Αντί να γράφουμε struct Node παντού, γράφουμε απλά Node:

// Ορισμός δομής ΚΑΙ typedef μαζί σε μία πρόταση
typedef struct Node {
    int data;              // η τιμή του κόμβου
    struct Node *next;     // pointer στον επόμενο κόμβο
} Node;

🔎 Τι κάνει κάθε μέρος:

typedef → λέει στον compiler: «θα δώσω νέο όνομα σε έναν τύπο»
struct Node { ... } → ορίζει τη δομή κανονικά (όπως πριν)
Node; στο τέλος → αυτό είναι το νέο όνομα του τύπου

Προσοχή: Μέσα στη δομή γράφουμε struct Node *next (με τη λέξη struct), γιατί εκείνη τη στιγμή το typedef δεν έχει ολοκληρωθεί ακόμα — ο compiler δεν γνωρίζει ακόμα το όνομα Node ως τύπο.

📌 Παράδειγμα δημιουργίας ενός κόμβου

#include <stdio.h>

// Κόμβος (Node) μιας συνδεδεμένης λίστας
struct Node {
    int data;
    // Τα δεδομένα που αποθηκεύει ο κόμβος
    struct Node *next;
    // Το "next" είναι δείκτης (pointer) σε struct Node
    // Το '*' σημαίνει ότι ΔΕΝ αποθηκεύει κόμβο, αλλά τη διεύθυνση (address) ενός κόμβου
    // Δηλαδή δείχνει στον επόμενο κόμβο της λίστας
    // Αν next = NULL, τότε δεν υπάρχει επόμενος κόμβος (τέλος λίστας)
};

int main() {
    // Εδώ δημιουργούμε 3 μεταβλητές τύπου struct Node
    struct Node n1;
    struct Node n2;
    struct Node n3;

    // Βάζουμε τιμές στους κόμβους
    n1.data = 10;
    n2.data = 20;
    n3.data = 30;

    // Συνδέουμε τους κόμβους μεταξύ τους
    n1.next = &n2;   // ο n1 δείχνει στον n2
    n2.next = &n3;   // ο n2 δείχνει στον n3
    n3.next = NULL;  // τελευταίος κόμβος

    // Εκτύπωση τιμών
    printf("%d\n", n1.data);
    printf("%d\n", n2.data);
    printf("%d\n", n3.data);

    return 0;
}

10 20 30

📌 Οπτικά

+-------+--------+
| data  | next   |
+-------+--------+
|  10   |   *----> επόμενος κόμβος
+-------+--------+

5.3 Παράδειγμα: Playlist με Linked List

#include <stdio.h>

// Κόμβος που αναπαριστά ένα τραγούδι
struct Node {
    char title[50];      // τίτλος τραγουδιού
    char artist[50];     // καλλιτέχνης
    int duration;        // διάρκεια σε δευτερόλεπτα
    struct Node *next;   // δείχνει στο επόμενο τραγούδι
};

int main() {

    // δημιουργούμε 3 τραγούδια
    struct Node song1;
    struct Node song2;
    struct Node song3;

    // συμπληρώνουμε δεδομένα
    song1.duration = 210;
    song2.duration = 180;
    song3.duration = 240;

    // συνδέουμε τα τραγούδια
    song1.next = &song2;
    song2.next = &song3;
    song3.next = NULL;

    // εκτύπωση playlist
    printf("Song1 duration: %d\n", song1.duration);
    printf("Song2 duration: %d\n", song2.duration);
    printf("Song3 duration: %d\n", song3.duration);

    return 0;
}

Song1 duration: 210 Song2 duration: 180 Song3 duration: 240

Πώς μοιάζει η playlist

Song1

→

Song2

→

Song3

→

NULL

🎵 Γιατί Linked List για playlist;

Γιατί μπορείς εύκολα να:

Προσθέσεις τραγούδι στη μέση
Αφαιρέσεις τραγούδι
Πας στο επόμενο τραγούδι

🤔 Πότε χρησιμοποιείται η Linked List;

Η linked list δεν έχει νόημα όταν ξέρεις από πριν πόσα στοιχεία έχεις (όπως εδώ: 3 τραγούδια). Χρησιμοποιείται όταν:

✅ 1. Δεν ξέρεις πόσα στοιχεία θα έχεις

π.χ. playlist που μεγαλώνει δυναμικά

✅ 2. Θες εύκολη προσθήκη/αφαίρεση

να βάλεις τραγούδι στη μέση
να διαγράψεις τραγούδι

✅ 3. Θες να τα διατρέχεις με loop

π.χ.:

👉 Αυτό είναι το βασικό νόημα της linked list:

Δεν χρειάζεται να ξέρεις πόσα είναι.

⚖️ Σύγκριση

❌ Χωρίς linked list (στατικά)	✅ Με linked list
Ξέρεις τα τραγούδια από πριν	Μπορείς να έχεις όσα τραγούδια θέλεις
Γράφεις ένα-ένα	Τα διατρέχεις με loop
Δεν επεκτείνεται εύκολα	Είναι πιο «δυναμικό»

5.4 Traversal — Διάσχιση της Linked List

Ξεκινάμε από το παράδειγμα της Playlist. Έχουμε μια playlist:

Song1

→

Song2

→

Song3

→

NULL

και έχουμε δημιουργήσει τους κόμβους:

song1.next = &song2;
song2.next = &song3;
song3.next = NULL;

Δηλαδή οι κόμβοι είναι συνδεδεμένοι μεταξύ τους.

⚠️ Το πρόβλημα

Αν θέλουμε να εμφανίσουμε όλα τα τραγούδια γράφουμε:

printf("%d\n", song1.duration);
printf("%d\n", song2.duration);
printf("%d\n", song3.duration);

⛔ Αυτό όμως έχει πρόβλημα:

Πρέπει να ξέρουμε πόσα τραγούδια υπάρχουν
Αν προστεθεί νέο τραγούδι, πρέπει να αλλάξουμε τον κώδικα

Π.χ. αν η playlist γίνει:

Song1 → Song2 → Song3 → Song4 → Song5

θα πρέπει να γράψουμε:

printf(...);
printf(...);
printf(...);
printf(...);
printf(...);  // κάθε φορά που αλλάζει η λίστα!

Άρα αυτό δεν είναι πρακτικό.

💡 Η ιδέα της λύσης

Επειδή κάθε κόμβος έχει next, μπορούμε να ακολουθούμε αυτά τα pointers. Δηλαδή:

Βήματα:

Ξεκινάμε από τον πρώτο κόμβο
Πηγαίνουμε στον επόμενο
Συνεχίζουμε μέχρι να βρούμε NULL

Αυτό λέγεται Traversal (Διάσχιση).

🧠 Η λύση

Χρησιμοποιούμε έναν pointer που κινείται στη λίστα:

// Δηλώνουμε έναν pointer τύπου Node
// Το current θα "δείχνει" κάθε φορά σε ένα τραγούδι
struct Node *current = &song1;
// Ξεκινάμε από το πρώτο τραγούδι (song1)

// Όσο ο pointer ΔΕΝ είναι NULL (δηλαδή υπάρχει κόμβος)
while (current != NULL) {
    // Εκτυπώνουμε τη διάρκεια του τρέχοντος τραγουδιού
    // current->duration σημαίνει: πάρε το duration του κόμβου που δείχνει το current
    printf("Duration: %d\n", current->duration);

    // Μετακινούμαστε στο επόμενο τραγούδι της λίστας
    // current->next είναι ο δείκτης προς τον επόμενο κόμβο
    current = current->next;
}

🔎 Τι συμβαίνει βήμα-βήμα

Βήμα 1 — Αρχή:

current → Song1

Βήμα 2:

current → Song2

Βήμα 3:

current → Song3

Βήμα 4 — Τέλος:

current → NULL — το loop σταματά!

📌 Συμπέρασμα

Το Traversal επιτρέπει να:

Διαβάζουμε όλη τη linked list
Χωρίς να ξέρουμε πόσα στοιχεία έχει

Απλά ακολουθούμε τα next pointers μέχρι να βρούμε NULL.

5.5 Η λύση: head

Χρησιμοποιούμε έναν pointer που δείχνει στον πρώτο κόμβο της λίστας. Αυτός ο pointer λέγεται συνήθως:

head

Οπτικά

head

→

Song1

→

Song2

→

Song3

→

NULL

Προσοχή: Ο head δεν είναι κόμβος. Είναι απλά ένας pointer στον πρώτο κόμβο.

Παράδειγμα

struct Node *head = &song1;

Τώρα το traversal γίνεται έτσι:

// Δηλώνουμε έναν pointer τύπου Node
// Το current θα "δείχνει" κάθε φορά σε ένα τραγούδι
struct Node *current = head;
// Ξεκινάμε από το πρώτο τραγούδι (head)

// Όσο ο pointer ΔΕΝ είναι NULL (δηλαδή υπάρχει κόμβος)
while (current != NULL) {
    // Εκτυπώνουμε τη διάρκεια του τρέχοντος τραγουδιού
    // current->duration σημαίνει: πάρε το duration του κόμβου που δείχνει το current
    printf("Duration: %d\n", current->duration);

    // Μετακινούμαστε στο επόμενο τραγούδι της λίστας
    // current->next είναι ο δείκτης προς τον επόμενο κόμβο
    current = current->next;
}

✅ Πλήρες παράδειγμα με head + traversal

#include <stdio.h>

// Ορισμός κόμβου (τραγούδι)
struct Node {
    char title[50];
    char artist[50];
    int duration;
    struct Node *next;
};

int main() {
    // Δημιουργία τραγουδιών
    struct Node song1, song2, song3;

    // Συμπλήρωση δεδομένων
    song1.duration = 210;
    song2.duration = 180;
    song3.duration = 240;

    // Σύνδεση κόμβων (linked list)
    song1.next = &song2;   // song1 → song2
    song2.next = &song3;   // song2 → song3
    song3.next = NULL;     // τέλος λίστας

    // 👉 Head pointer (αρχή λίστας)
    struct Node *head = &song1;

    // 👉 Pointer για traversal
    // Το current θα "περπατάει" στη λίστα
    struct Node *current = head;

    // 👉 Διατρέχουμε τη λίστα
    while (current != NULL) {
        // Εκτυπώνουμε δεδομένα του τρέχοντος κόμβου
        printf("Duration: %d\n", current->duration);
        // Πηγαίνουμε στον επόμενο κόμβο
        current = current->next;
    }

    return 0;
}

Duration: 210 Duration: 180 Duration: 240

🔑 Γιατί είναι σημαντικό το head

Με το head μπορούμε να:

Ξεκινάμε το traversal
Προσθέτουμε κόμβους στην αρχή
Διαγράφουμε κόμβους
Περνάμε τη λίστα σε συναρτήσεις

Χωρίς head χάνουμε την αρχή της λίστας!

📌 Μικρό παράδειγμα

head
 ↓
10 → 20 → 30 → NULL

Traversal:

current → 10 → 20 → 30 → NULL

✅ Με μία πρόταση

Το head είναι ο pointer που κρατά τη διεύθυνση του πρώτου κόμβου της linked list και μας επιτρέπει να ξεκινήσουμε την επεξεργασία της.

5.6 Άσκηση

✏️ Άσκηση: Δημιουργία linked list με 3 κόμβους

Γράψε πρόγραμμα που:

Δημιουργεί 3 κόμβους (με malloc)
Τους συνδέει σε linked list
Εκτυπώνει όλες τις τιμές

Χρησιμοποίησε τη δομή:

struct Node {
    int data;
    struct Node *next;
};

Η λίστα σου πρέπει να μοιάζει έτσι:

node1

→

node2

→

node3

→

NULL

📋 Ανακεφαλαίωση

✔ Αυτοαναφορική δομή = struct με pointer σε δομή ίδιου τύπου

✔ Χρησιμοποιούμε pointer (όχι ολόκληρη δομή) για να αποφύγουμε άπειρο μέγεθος

✔ Η linked list τελειώνει πάντα με NULL

✔ Το head είναι ο pointer στον πρώτο κόμβο — χωρίς αυτόν χάνουμε τη λίστα

✔ Το Traversal μας επιτρέπει να διασχίσουμε όλη τη λίστα ακολουθώντας τα next