跟我学数据结构：（3）单向链表

最新推荐文章于 2023-12-20 13:35:53 发布

Stone

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CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：数据结构 header delete 算法 insert os

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/FocusOnACE/article/details/4230314

本文介绍用C++实现单向链表的方法，包括创建、插入、删除等操作，并通过示例代码展示如何使用单向链表。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

跟我学数据结构：（3）单向链表

摘要：

本文通过示例，演示了用C++实现数据结构的单向链表。

读者对象：

对C++有一定基础的同学。

技术要点:

C++数据抽象

构造函数

析构函数

运算符重载

编码规范初步

指针

友元

声明

本文中相关数据结构及代码是为教学需要而设计，不适用于商业产品。

链表的引入

我们在上节课“数组”是，讲到了对数据的遍历、查找、插入和删除。当我们在对数组进行插入或删除操作的时候，会引起操作点之后的元素整体移动，大量的数据移动（内存复制）会产生能下降的问题。链表正是避免了这一问题。

注：本系列教程以代码，示例演示为主，关于链表的数学定义请参考其它书籍。

链表的设计

链表一般提供了以下操作：

1) 创建链表 creaList()

2) 在指定节点后面插入一个新的节点 insertAfter()

3) 删除指定的值的节点 remove()

4) 遍历所有节点 operator<<()

5) 销毁所有链表

插入节点的操作示意图

操作前

操作过程

(1)

(2)

(3)

删除节点的操作示意图

操作前

操作步骤

(1)

(2)

代码及运行结果

//file: main.cpp
//desc: this program illustrate how to use linked-list
//date: 2009-6-1
//author: Stone Jiang 
  

#include 
 

  using 
  namespace std;


  typedef  
  int  Data_T;

  class Node_T
{

  public:
	
  // [1]
	
  explicit Node_T(Data_T x);
	Node_T();
	~Node_T();

  public:
	
  // public interface
	
  void next(Node_T* next);
	Node_T* next(
  void);
	Data_T value();
    
  // [2]
	
  friend ostream& 
  operator << (ostream& os, Node_T* header);

  private:
    Data_T value_;
	Node_T* next_;
};


Node_T::Node_T()
:value_(0),next_(0)
{
	
  //cout << " create " << this->value_ << endl;

}

Node_T::Node_T(Data_T x)
:value_(x),next_(0)
{
	
  //cout << " create " << this->value_ << endl;

}

Data_T Node_T::value()
{
	
  return 
  this->value_;
}

Node_T::~Node_T()
{
	
  //cout << " destroy " << this->value_ << endl;
}


  void Node_T::next(Node_T* next)
{
	
  this->next_ = next;
}

Node_T* Node_T::next()
{
	
  return 
  this->next_;
}



  //= create List
Node_T*  createList();


  //= Insert a new node @
   
     after @
    
      in the list 0
    
   

  //  success return 0,otherwise  return non-zero

  int insertAfter(Node_T* header,Data_T x,Node_T* node);


  //= Remove @
   
     from list
   

  int remove(Node_T* header,Data_T x);


  //= destroyList

  int destroyList(Node_T* header);

ostream& 
  operator << (ostream& os, Node_T* header);


  int main(
  int, 
  char**)
{

	Node_T* header = createList();
	cout << header;
	Node_T* one  = 
  new Node_T(1);
	insertAfter(header,0,one);
    cout << header;

	Node_T* three = 
  new Node_T(3);
	insertAfter(header,1,three);
	cout << header;

	Node_T* two = 
  new Node_T(2);
	insertAfter(header,1,two);
	cout << header;

	Node_T* five = 
  new Node_T(5);
	insertAfter(header,3,five);
	cout << header;

	cout << "
  remove :"<
  
   return 0;
}


Node_T* createList()
{
	Node_T* header = 
   new Node_T(0);
	
   return header;
}


   int insertAfter(Node_T* header,Data_T x,Node_T* node)
{
	
   int result = -1;
	
   if (header)
	{
		Node_T* current = header;
		
   if (current->value() == x || current->next() == 0)
		{
			
   // [1]
			node->next(current->next());
			current->next(node);
			result = 0;
		}
		
   else
		{
			
   return insertAfter(current->next(),x,node);
		}
	}

	
   return result;
}


   int remove(Node_T* header,Data_T x)
{
	
   int result = -1;

	
   if (header)
	{
		Node_T* prev = header;
		Node_T* current = header->next();
		
   if (current->value() == x)
		{
			prev->next(current->next());
			
   delete current;
			current  = 0;
			result = 0;
		}
		
   else
		{
			
   return remove(current,x);
		}
	}
	
   return result;
}


   int destroyList(Node_T* header)
{

	Node_T* current = header;
	
   while (current)
	{
		Node_T* temp = current;
		current = current->next();
		
   delete temp;
		temp = 0;
	}

	
   return 0;
}

ostream& 
   operator << (ostream& os,  Node_T* header)
{
	
   if (header)
	{
		Node_T* current = header;
		os << "
   ( " << current->value() << "
    ) ---> ";
		
		
   return  os << current->next();
	}
	
   else
	{
		cout << "
    ( END )" << endl;
	}

	
   return os;

}

( 0 ) --->  ( END )
( 0 ) ---> ( 1 ) --->  ( END )
( 0 ) ---> ( 1 ) ---> ( 3 ) --->  ( END )
( 0 ) ---> ( 1 ) ---> ( 2 ) ---> ( 3 ) --->  ( END )
( 0 ) ---> ( 1 ) ---> ( 2 ) ---> ( 3 ) ---> ( 5 ) --->  ( END )
remove :
( 0 ) ---> ( 1 ) ---> ( 2 ) ---> ( 5 ) --->  ( END )
( 0 ) ---> ( 2 ) ---> ( 5 ) --->  ( END )