C++数据结构之单链表

线性表包含数据域和指针域。单链表用一组地址任意的存储单元存放线性表中的数据元素。

线性表包含 数据域和指针域 其中，data存储数据本身的值，next存储后继元素的地址 下面的图表示的是一个数据节点

单链表的结构示意图（包括空的单链表）：

单链表的节点类:

　template<classT>  
classNode  
{  
public:  
T data;//数据  
Node<T> *next;//next指针  
Node()  
{  
this->next=NULL;//构造空的节点  
}  
Node(T data,Node<T> *next=NULL)//构造一个节点  
{  
this->data=data;  
this->next=next;  
}  
}; 

单链表类声明如下：

#include<iostream>  
#include "Node.h"//单链表节点类  
template<classT>  
classSinglyLinkedList //单链表类  
{  
public:  
Node<T> *head;//单链表的头指针。  
SinglyLinkedList();//构造空的单链表。  
SinglyLinkedList(T value[], intn);//构造由指定的数组提供的单链表  
~SinglyLinkedList();//析构  
boolisEmpty();//判断是否为空。  
intlength();//获取长度  
Node<T>* getNode(inti);//返回第i(i>=0)个节点指针  
T get(inti);//返回第i个元素  
boolset(inti,T x);//设置第i个元素为x  
template<classT> friend std::ostream& operator<<(std::ostream& out,SinglyLinkedList<T> &list);  
Node<T>* insert(inti,T x);//插入第I个节点并返回第i个节点的指针  
boolremove(inti,T& old);//删除第i个元素，将删除的元素存放到old  
voidclear();//清空单链表  
voidconcat(SinglyLinkedList<T> &list);//将List链接在当前单链表之后  
}; 

单链表部分如构造空的链表对象，析构，判断为空的实现，没有要讲的算法，实现如下：

template<classT>  
SinglyLinkedList<T>::SinglyLinkedList()//构造空的单链表  
{  
this->head=NULL;  
　}  
template<classT>  
SinglyLinkedList<T>::~SinglyLinkedList()//析构  
{  
clear();  
}  
template<classT>  
boolSinglyLinkedList<T>::isEmpty()//判断链表是否为空  
{  
returnthis->head==NULL;  
} 

单链表的遍历操作，遍历单链表是指从第一个节点开始访问，沿着节点的Next可依次访问单链表中的各个节点，并且各个节点只被访问一次。实现的单链表遍历的基本算法如下：

intj=0;  
Node<T> *p=head;  
while(p!=NULL&&j<i)  
{  
j++;  
p=p->next;  
} 

单链表的length(),get(),set(),clear()和输出等操作都基于以上算法。

template<classT>  
intSinglyLinkedList<T>::length()  
{  
　inti=0;  
Node<T> *p=head;//创建一个用于遍的变量  
while(p!=NULL)  
{  
i++;  
std::cout<<p->data;  
p=p->next;  
}  
　returni;  
}  
template<classT>  
Node<T>* SinglyLinkedList<T>::getNode(inti)  
{  
if(i<0)  
returnNULL;  
intj=0;  
Node<T> *p=head;  
while(p!=NULL&&j<i)  
{  
j++;  
p=p->next;  
}  
returnp;  
}  
template<classT>  
T SinglyLinkedList<T>::get(inti)  
{  
Node<T> *p=getNode(i);  
if(p!=NULL)  
returnp->data;  
T d;  
returnd;  
//throw "单链表为空或者参数指定的元素不存在";  
}  
template<classT>  
boolSinglyLinkedList<T>::set(inti,T x)  
{  
Node<T> *p=getNode(i);  
if(p!=NULL)  
{  
p->data=x;  
returntrue;  
}  
returnfalse;  
}  
template<classT>  
std::ostream& operator<<(std::ostream& out,SinglyLinkedList<T> &list)  
{  
Node<T> *p=list.head;  
out<<"(";  
while(p!=NULL)  
{  
out<<p->data;  
p=p->next;  
if(p!=NULL)  
out<<",";  
}  
out<<") ";  
returnout;  
}  
template<classT>  
voidSinglyLinkedList<T>::clear()  
{  
Node<T> *p=head;  
while(p!=NULL)  
{  
Node<T> *q=p;  
p=p->next;  
delete q;  
}  
head=NULL;  
　} 

单链表的插入操作，单链表不像顺序表，对与表的插入和删除很简单：

空表插入/头插入

Node<T> *q=NULL;  
if(head==NULL||i<0)//头插入(单链表为空或者)  
{  
q=newNode<T>(x,head);  
head=q;  
}  
中间插入/尾插入  
p->next=newNode<T>(x,p->next);  
单链表insert()以及参数构造函数：  
　template<classT>  
Node<T>* SinglyLinkedList<T>::insert(inti,T x)  
{  
Node<T> *q=NULL;  
if(head==NULL||i<0)//头插入(单链表为空或者)  
{  
q=newNode<T>(x,head);  
head=q;  
}  
else 
{  
intj=0;  
Node<T> *p=head;  
while(p->next!=NULL&&j<i-1)  
{  
j++;  
p=p->next;  
}  
q=newNode<T>(x,p->next);  
　p->next=q;  
}  
returnq;  
}  
　template<classT>  
SinglyLinkedList<T>::SinglyLinkedList(T table[],intn)  
{  
head=NULL;  
if(n>0)  
{  
head=newNode<T>(table[0]);//创建节点  
　Node<T> *rear=head;//创建一个指向头节点的指针  
inti=1;  
　while(i<n)  
{  
rear->next=newNode<T>(table[i++]);  
rear=rear->next;  
}  
}  
} 

　单链表的删除操作也分两类：

头删除

Node<T> *q=head;  
head=head->next;  
delete q; 

中间/尾删除

Node<T> *q=p->next;  
if(q!=NULL)//判断删除节点  
{  
p->next=q->next;//让删除节点的前驱Next指针下一节点  
delete q;//删除该节点  
} 

单链表的删除函数remove（）实现：

template<classT>  
boolSinglyLinkedList<T>::remove(inti,T &old)  
{  
if(i<0||head==NULL)  
{  
Node<T> *q=head;  
old=q->data;  
head=head->next;  
delete q;  
　}  
else 
{  
Node<T> *p=getNode(i-1);//获取删除节点的前驱  
　if(p!=NULL&&p->next!=NULL)//判断删除节点和删除节点是否为空  
{  
Node<T> *q=p->next;//新建一个节点指针，将删除接点复制过去  
old=q->data;  
p->next=q->next;//让删除节点的前驱Next指针下一节点  
delete q;//删除该节点  
　returntrue;  
}  
　}  
returnfalse;  
}  
单链表的链接函数：concat()  
template<classT>  
voidSinglyLinkedList<T>::concat(SinglyLinkedList<T> &list)  
{  
if(this->head==NULL)  
{  
this->head=list->head;  
}  
else 
{  
Node<T> *p=head;  
while(p->next!=NULL)  
{  
p=p->next;  
}  
p=list->head;  
}  
list->head=NULL;//设置单链表为空，否则运行出错  
} 

以上对C++单链表的分析 添加一个学生结构和一个测试函数：

Student.h  
structStudent  
{  
charnumber[10]; //学号  
charname[20]; //姓名  
doublescore; //得分  
friend std::ostream& operator<<(std::ostream& out,Student &stu)  
{  
out<<"学号："<<stu.number<<"姓名："<<stu.name<<"得分："<<stu.score;  
returnout;  
}  
};  
主函数：  
#include<iostream>  
#include "SinglyLinkedList.h" 
#include "Student.h" 
void_TestToSinglyLinkedList()  
{  
Student data[]={{"090313018","Silvester",45.4},{"090313018","捐赠",45.4},{"090313018","版主",45.6}};  
SinglyLinkedList<Student> m(data,3);  
Student t;  
std::cout<<(m.isEmpty()?"不为空！":"该链表为空！")<<std::endl;  
std::cout<<"长度："<<m.length()<<std::endl;  
std::cout<<"移除2个学生"<<m.remove(1,t)<<std::endl;  
std::cout<<"t:"<<t<<std::endl;  
std::cout<<"2个学生信息"<<m.getNode(1)<<std::endl;  
Student s={"415646","fdsfs",453.1};  
std::cout<<m.get(1)<<m.set(1,s)<<m.insert(5,s)<<std::endl;  
}  
voidmain()  
　{  
_TestToSinglyLinkedList();  
system("pause");  
} 

提供源代码下载地址：http://39327.42la.com.cn/DataFile/Code/C++/SinglyLinkedList.zip

原文地址：http://www.cnblogs.com/Arrays/archive/2012/02/01/2335164.html

posted on 2012-08-02 14:58 章涛 阅读(369) 评论(0)  编辑 收藏 引用