单链表的简单实现

Posted 2021-11-25 dong973711

线性表的存储表示有两种：顺序存储（顺序表，是用数组作为表的存储结构）和链表存储

顺序表优点：

• 无需为表示结点间的逻辑关系而增加额外的存储空间，存储利用率高
• 可以方便的进行随机存取顺序表中的任一结点，存取速度块

顺序表缺点：

• 表中插入或者删除某一元素时，为了保持其他元素相对次序不变，平均要移动一半的元素，运行效率低
• 难以确定合适的存储空间，多了造成浪费空间，少了则容易发生溢出

同样的，链表相比顺序，优缺点也就显现出来了。

滑动窗口（指针追赶）：利用指针移动速度的不同实现

线性链表的其他变形：

• 循环链表：表尾结点的link不为NULL，而是指向链表的头结点。判断是否到达表尾 current->link == first。实例：求解约瑟夫环
• 双向链表：每个结点至少三个域，前驱指针、数据、后驱指针。做某些操作是应设置一个标识位去标识搜索方向。

静态链表：为数组中每个元素附加一个链接指针，就形成静态链表结构。允许我们不改变各元素的物理位置，只要重新链接就能够改变这些元素的逻辑顺序

因为正常的数组我们已经使用的够多了，但是链表这样指针形式的还是使用的非常少，这里我就以链表形式，实现单链表。

单链表分为两部分 指针域link 和  数据域data，各个结点之间用各结点的指针域link连接

  1 #include<iostream>
  2 using namespace std;
  3 
  4 struct LinkNode{
  5     int data;
  6     LinkNode *link;
  7     LinkNode(LinkNode *ptr = NULL ){
  8         link = ptr;
  9     }
 10     LinkNode(const int& item, LinkNode *ptr = NULL){
 11         data = item;
 12         link = ptr;
 13     }
 14 }; 
 15 
 16 class List {
 17     public:
 18         LinkNode *first;
 19     public:
 20         List(){
 21             first = new LinkNode;
 22         }
 23         List(const int& x){
 24             first = new LinkNode(x);
 25         }
 26         List(List& L){//复制构造函数 
 27             int value;
 28             LinkNode *srcptr = L.getHead();
 29             LinkNode *destptr = first = new LinkNode;
 30             while(srcptr->link != NULL){
 31                 value = srcptr->link->data;
 32                 destptr->link = new LinkNode(value);
 33                 destptr = destptr->link;
 34                 srcptr = srcptr->link;
 35             } 
 36             destptr->link = NULL;
 37         };
 38         ~List(){
 39             makeEmpty();
 40         }
 41         void makeEmpty(){//清空链表 
 42             LinkNode *q;
 43             while(first->link != NULL){
 44                 q = first->link;
 45                 first->link = q->link;
 46                 delete q;
 47             }
 48         };
 49         int Length() const{
 50             int len = 0;
 51             LinkNode    *p = first->link;
 52             while( p != NULL){
 53                 p = p->link;
 54                 len++;
 55                 
 56             } 
 57             return len;
 58         };
 59         LinkNode *getHead() const {return first;}
 60         LinkNode *Search(int x){
 61             LinkNode *p = first->link;
 62             while(p!=NULL){
 63                 if(p->data != x){
 64                     p = p->link;
 65                 }else{
 66                     break;
 67                 }
 68             }
 69             return p;
 70         };
 71         LinkNode *Locate(int i){
 72             if(i<0) return NULL;
 73             LinkNode *p  = first->link;
 74             int k = 0;
 75             while(p != NULL && k < i){
 76                 p = p->link;
 77                 k++;
 78             }
 79             return p;
 80         }
 81         bool getData(int i, int& x){
 82             if(i < 0) return NULL;
 83             LinkNode *p = Locate(i);
 84             if(p == NULL) return false;
 85             else{
 86                 x = p->data;
 87                 return true;
 88             }
 89         };
 90         bool setData(int i,int& x){
 91             if(i<0) return false;
 92             LinkNode *p = Locate(i);
 93             if(p!=NULL){
 94                 p->data = x;
 95                 return true;
 96             }else{
 97                 return false;
 98             }
 99         };
100         bool Insert(int i,int& x){
101             LinkNode *p = Locate(i);
102             if(p == NULL) return false; 
103             LinkNode *newNode = new LinkNode(x);
104             if(newNode == NULL) {
105                 cout<<"插入失败，存储分配错误"<<endl;
106                 exit(1);
107             } 
108             
109             newNode->link = p->link;
110             p->link = newNode;
111             return true;
112         };
113         bool Remove(int i, int& x){
114             LinkNode *p = Locate(i-1);
115             if(p == NULL || p->link == NULL){
116                 return false;
117             }
118             LinkNode *del = p->link;
119             p->link = del->link;
120             x = del->data;
121             delete del;
122             return true;
123         };
124         bool Isempty() const{
125             return first->link == NULL ? true : false;
126         }
127         bool IsFull()const {
128             if(first->link == NULL){
129                 return false;
130             }else{
131                 return true;
132             }
133         }
134         void Sort();
135         void input(){
136         };
137         void output(){
138             LinkNode *p = first->link;
139             if(p == NULL){
140                 cout<<"这是一个空链表"<<endl; 
141             } 
142             //cout<<"已经到输出了"<<endl; 
143             int i=0;
144             while(p!=NULL){
145                 cout<<"链表第"<<i<<"个数据为"<<p->data<<endl;
146                 i++;
147                 p = p->link;
148             }
149         };        
150 };
151 
152 int main(){
153     //定义的链表，第一个节是从 0 开始 
154     LinkNode *first = new LinkNode;;
155     
156     List list;
157     list.first = first;
158     cout<<first<<endl;
159     
160     LinkNode *p = new LinkNode;
161     //添加两个结点 
162     list.first->link = p;
163     p->data = 1;
164     LinkNode *p1 = new LinkNode;
165     p1->data = 2;
166     p->link = p1;
167 
168     cout<<"该链表是为空:"<<list.Isempty()<<endl; 
169     
170     int i;
171     cout<<"在 1 的位置插入："; 
172     cin>>i; 
173     cout<<"第0个元素之后插入成功？："<<list.Insert(1,i)<<endl;
174     
175     cout<<"1 位置的元素为："<<list.Locate(1)->data<<endl;
176     cout<<"链表长度为："<<list.Length()<<endl;
177     int o;
178     cout<<"设置 0 位置的元素值为：";
179     cin>>o; 
180     cout<<"设置 0 位置元素的值成功?："<<list.setData(0,o)<<endl;
181     cout<<"---------------------"<<endl;
182     cout<<"输出单链表："<<endl; 
183     list.output();
184     
185     int t;
186     list.getData(1,t);
187     cout<<" 1 位置的是:"<<t<<endl;
188     list.makeEmpty();//清空链表 
189     cout<<"该链表是为空:"<<list.Isempty()<<endl; 
190     list.output();//输出链表 
191     
192     return 0;
193 }

 运行截图：