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数据结构初阶--单链表（讲解+类模板实现）

2022-11-30 17:20:21 阅读：309 来源： 互联网

标签：数据结构初阶模板实现数据数据结构

单链表

概念：链表是一种物理存储结构上非连续、非顺序的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接次序实现的。

值得注意的是：

1.链表的在逻辑是连续的，物理上不一定是连续的；
2.现实中节点是从堆上申请的。

链表的实现

链表的单个结点的定义

就像这个图一样，一个空间用了存放数据（数据域），另一个空间用了存放下一个节点的地址（指针域）。

template <class DateType>
struct LinkNode
{
    //数据域
    DateType data;
    //指针域
    LinkNode<DateType>* next;
    //注意两个事项：1.如果程序员提供了有参构造，那么编译器就不会提供默认的构造函数，但是会提供默认的拷贝构造
    //2.注意事项2：如果程序员提供了拷贝构造，那么编译器不会提供默认的构造函数和拷贝构造
    LinkNode(LinkNode<DateType> *ptr = NULL):next(ptr) {  }
    //struct的构造函数，默认参数构造, //函数参数表中的形参允许有默认值，但是带默认值的参数需要放后面
    LinkNode(const DateType& item, LinkNode<DateType>* ptr = NULL)
    {
        next = ptr;
        data = item;
    }
};

链表的小框架

template <class DateType>
class LinkList
{
public:

private:
	//头节点
    LinkNode<DateType>* head;
};

链表的接口

LinkList(); //构造函数,初始化为空链表
LinkList(const DateType &item);//有参构造，初始化头节点
LinkList(const LinkList<DateType>& list);//拷贝构造,拷贝单链表
CreateLink(int n);//创建单链表
~LinkList();//析构函数,单链表的删除
void PushBack(const DateType& data);//尾插
void PopBack();//尾删
void PushFront(const DateType &data)；//头插
void PopFront();//头删
int Length()const;//求单链表的长度
bool GetElem(int pos, DateType& data);//获得pos位置的元素
LinkNode<DateType>* Locate(int pos);//返回链表中第pos个元素的地址，如果pos<0或pos超出链表最大个数返回NULL
bool Insert(int pos, const DateType &data);//在序号pos位置插入元素值为data的结点
bool Delete(int pos, DateType& data);//删除pos位置的结点，并且返回结点
LinkNode<DateType>* Locate(int pos);//返回链表中第pos个元素的地址，如果pos<0或pos超出链表最大个数返回NULL
void Clear();//清空链表
void PrintList()const;//输出单链表所有结点的元素值
void Exchangedata(int pos1, int pos2);//进行两结点元素值的交换

构造和析构

1.无参构造函数：没什么好说的，用new从堆分配一个结点的空间给我们都头结点指针，注意检查堆是否满是一个很好的习惯

2.含参构造函数：初始化头节点指向第一个结点

3.析构函数（单链表的删除）：单链表的删除很简单用两个指针，从头结点开始，一前一后依次释放申请的内存即可

4.拷贝构造：操作都很简单，依次分配内存拷贝链接即可，类似于链表的构建。区别在于拷贝构造还没有LinkList对象，需要创建，而赋值已经有了LinkList对象，需要将其链表删除再重新构造

    //构造函数,初始化为空链表
    LinkList()
    {
        head = new LinkNode<DateType>;
        if (head == NULL)
        {
            cout << "内存分配失败" << endl;
            exit(-1);
        }
    }
    //有参构造，初始化头节点
    LinkList(const DateType &item)
    {
        //LinkNode会调用构造函数，初始化结点内的内容
        head = new LinkNode<DateType>();
        LinkNode<DateType> *p = new LinkNode<DateType>(item);
        head->next = p;
        if (head == NULL)
        {
            cout << "内存分配失败" << endl;
            exit(-1);
        }
    }
    //拷贝构造,拷贝单链表
    LinkList(const LinkList<DateType>& list)
    {
        LinkNode<DateType>* p = list.head->next;
        if (p == NULL)
        {
            cout << "内存分配失败" << endl;
            exit(-1);
        }
        head = new LinkNode<DateType>;
        LinkNode<DateType>* h = head;
        while (p != NULL)
        {
            LinkNode<DateType>* t = new LinkNode<DateType>;
            h->next = t;
            t->data = p->data;
            p = p->next;
            h = h->next;
        }
    }
    //析构函数,单链表的删除
    ~LinkList()
    {
        //申请一个指针指向头节点
        LinkNode<DateType>* cur = head;
        LinkNode<DateType>* next;
        while (cur)
        {
            next = cur->next;
            delete cur;
            cur = next;
        } 
    }

尾插

首先，我们先来实现一个尾插的接口，尾插就是在链表的尾部插入一个节点。

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