C++详解如何实现单链表

2024-04-02 19:04:59 870人浏览泡泡鱼

摘要

目录单链表单链表的基本操作1.初始化2.取值3.查找4.插入5.删除示例代码开发环境运行结果单链表链表内存空间不一定连续，其扩展性较好。多余的不多说了。该文主要记录单链表的实现，该

单链表

链表内存空间不一定连续，其扩展性较好。多余的不多说了。该文主要记录单链表的实现，该单链表含有一个非空的头节点。链表的操作实际上是对其指针域与数据域的操作。

线性表的链式存储又称为单链表，它是指通过一组任意的存储单元来存储线性表中的数据元素。为了建立数据元素之间的线性关系，对每个链表结点，除存放元素自身的信息外，还需要存放一个指向其后继的指针。

单链表中结点类型的描述如下：

typedef struct  Lnode{  // 定义单链表节点类型
  ElemType data;    // 数据域
  struct LNode* next; // 指针域
};LNode, *LinkList;

单链表的基本操作

1.初始化

单链表的初始化操作就是构造一个空表。

具体代码：

// 初始化单链表
void InitList(LinkList &L) // 构造一个空的单链表L
{
  L=new LNode;  // 生成新节点作为头节点，用头指针L指向头节点
  L->next=NULL; // 头节点的指针域置空
}

2.取值

和顺序表不同，在链表中并没有存储在物理相邻的单元中。所以我们只能从链表的首节点出发，顺着链域next逐个节点向下访问。

具体代码：

// 单链表的取值
bool GetElem(LinkList L, int i, ElemType &e)
{
  LinkList p=L->next;int j=1; // 初始化，p指向首元节点，计数器j初值为1
  while(p&&j<i) // 顺着链域向后查找，直到p为空或p指向第i个元素
  {
    p=p->next;  // p指向下一个节点
    ++j;  // 计数器j相应加1
  }
  if(!p||j>i)return false;   // i值不合法
  e=p->data;  // 取第i个节点的数据域
  return true;
}

3.查找

从链表的首元节点出发，依次将节点值和给定值e进行比较，返回查找结果。

具体代码：

//单链表的查找
bool LocateElem(LinkList L, LNode*& p, ElemType e)
{
  //在单链表中查找第一个数据为e的结点
  p = L->next;//p指向首元结点
  while (p && p->data != e)
  {
    p = p->next;
  }
  if (p)
  {
    return true;
  }
  return false;
}

4.插入

// 单链表的插入
bool ListInsert(LinkList &L, int i, ElemType e)
{

  LinkList p = L;
  LNode* s;
  int j = 0;
  while (p && j < i - 1)//p指向第i-1个结点
  {
    p = p->next;
    j++;
  }
  if (!p || i < 1)//i大于表长+1或小于1，插入位置不合法
  {
    return false;
  }
  s = new LNode;
  s->data = e;
  s->next = p->next;
  p->next = s;
  return true;
}

5.删除

//单链表的删除
bool ListDelete(LinkList& L, int i, ElemType& e)
{
  //将单链表的第i个结点删除
  LinkList p = L;
  LNode* q;
  int j = 0;
  while (p->next && j < i - 1)//p指向第i-1个结点
  {
    p = p->next;
    j++;
  }
  if (!(p->next) || i < 1)//i大于表长或小于1，删除位置不合法
  {
    return false;
  }
  q = p->next;//临时保存被删结点的地址以备释放
  p->next = q->next;
  e = q->data;//保存被删结点的数据
  delete q;//释放被删结点的空间
  return true;
}

示例代码

直接上代码：

LinkList.h

#pragma once
typedef struct LINKLIST {
	void * data;
	struct LINKLIST *pNext;
}LinkList;
typedef void(*PrintLinkList)(void *);
//无头的链表
class LinkNode
{
public:
	LinkNode();
	~LinkNode();
	void insertLinkList(int pos,void * data);
	void removeByPosInLinkList(int pos);
	int getSizeLinkList();
	int findValueInLinkList(void* value);
	LinkList* getFirstNodeLinkList();
	void printLinkList(PrintLinkList print);
private:
	LinkList *m_pHead;
	int m_size;
};

LinkList.cpp

// LinkList.cpp
//
#include "LinkList.h"
#include <iOStream>
using namespace std;
LinkNode::LinkNode()
{
	m_pHead = new LinkList;
	m_pHead->data = nullptr;
	m_pHead->pNext = nullptr;
	m_size = 0;
}
LinkNode::~LinkNode()
{
	if (m_pHead != nullptr)
	{
		while (m_pHead != nullptr)
		{
			LinkList *pNext = m_pHead->pNext;
			delete m_pHead;
			m_pHead = nullptr;
			m_pHead = pNext;
		}
	}
}
void LinkNode::insertLinkList(int pos, void * data)
{
	if (m_pHead == nullptr)
	{
		return;
	}
	if (data == nullptr)
	{
		return;
	}
	//插入位置矫正
	if (pos < 0 || pos > m_size )
	{
		pos = m_size;
	}
	LinkList * insertNode = new LinkList;
	insertNode->data = data;
	insertNode->pNext = nullptr;
	//找到前一个位置（pos从0开始）
	LinkList *pPre = m_pHead;
	for (int i = 0; i < pos; ++i)
	{
		pPre = pPre->pNext;
	}
	//有头节点的链表
	insertNode->pNext = pPre->pNext;
	pPre->pNext = insertNode;
	m_size++;
}
void LinkNode::removeByPosInLinkList(int pos)
{
	if (m_pHead == nullptr)
	{
		return;
	}
	if (pos < 0 || pos >= m_size)
	{
		return ;
	}
	//找到前一个位置（pos从0开始）
	LinkList *pPre = m_pHead;
	for (int i = 0; i < pos; ++i)
	{
		pPre = pPre->pNext;
	}
	LinkList *delNode = pPre->pNext;
	pPre->pNext = delNode->pNext;
	delete delNode;
	delNode = nullptr;
	m_size--;
}
int LinkNode::getSizeLinkList()
{
	return m_size;
}
int LinkNode::findValueInLinkList(void* value)
{
	int nPos = -1;
	if (m_pHead == nullptr)
	{
		return nPos;
	}
	if (value == nullptr)
	{
		return nPos;
	}
	LinkList *pHead = m_pHead;
	for (int i = 0; i < m_size; ++i)
	{
		//有空的头节点
		pHead = pHead->pNext;
		if (pHead->data == value)
		{
			nPos = i;
			break;
		}
	}
	return nPos;
}
LinkList * LinkNode::getFirstNodeLinkList()
{
	if (m_pHead == nullptr)
	{
		return nullptr;
	}
	return m_pHead->pNext;//有空的头节点
}
void LinkNode::printLinkList(PrintLinkList print)
{
	if (m_pHead == nullptr)
	{
		return ;
	}
	//不能直接移动头节点，需要保留头节点
	LinkList *pTemp = m_pHead;
	pTemp = pTemp->pNext;
	while (pTemp != nullptr)
	{
		print(pTemp->data);
		pTemp = pTemp->pNext;
	}
	cout << endl;
}

mian.cpp

#include <iostream>
#include "LinkList.h"
using namespace std;
typedef struct PERSON {
	char name[64];
	int age;
	int score;
}Person;
void myPrint(void *data) 
{
	Person *p = (Person*)data;
	cout << "name : " << p->name << " age: " << p->age << " score: " << p->score << endl;
}
void test() 
{
	LinkNode *plinkList = new LinkNode;
	Person p1 = {"husdh",23,78};
	Person p2 = { "hudfs",23,98 };
	Person p3 = { "术后",23,78 };
	Person p4 = { "喀什",23,67 };
	plinkList->insertLinkList(0, &p1);
	plinkList->insertLinkList(1, &p2);
	plinkList->insertLinkList(2, &p3);
	plinkList->insertLinkList(3, &p4);
	plinkList->printLinkList(myPrint);
	cout <<"链表的节点数： "<< plinkList->getSizeLinkList() << endl;
	plinkList->removeByPosInLinkList(1);
	cout << "remove" << endl;
	plinkList->printLinkList(myPrint);
	cout << "删除后链表的节点数： " << plinkList->getSizeLinkList() << endl;
	cout << "p3位置： " << plinkList->findValueInLinkList(&p3) << endl;
	myPrint(plinkList->getFirstNodeLinkList()->data);
	delete plinkList;
	plinkList = nullptr;
}
int main()
{
	test();
	return 0;
}

以上是单链表实现及测试代码。