C++实现单链表

单链表算是一种最为简单以及基础的数据结构之一，链式存取。关于它的介绍就省略了，直接上代码。

类的声明

template<class Tpye>
class LinkList{
protected:
    typedef struct LinkNode{         //链表结点
        Type data;                   
        struct LinkNode* next;
    };

public:
    LinkList();
    ~LinkList();
    static LinkNode *Buynode();
    static void Freenode(LinkNode *p);

public:
    int empty();                        //判断链表是否为空
    void push_back(const Type& value);  //尾插
    void pop_back;                      //尾删
    void push_front(const Type& value); //头插
    void pop_front();                   //头删
    void reverse();                     //逆置单链表
    void show_list();                   //显示单链表元素

private:
    LinkNode *head;
};

代码实现

#include<iostream>
#include<assert.h>
using namespace std;

template<class Type>
class LinkList{

protected:
    typedef struct LinkNode{
        Type data;
        struct LinkNode* next;
    };

public:
    LinkList()
    {
        head = Buynode();
    }
    ~LinkList()
    {
        if(empty())//如果链非空，则调用头删函数，一个一个释放
        {
            for(int i=0;i<head->data;++i)
            {
                pop_front();
            }
        }
        Freenode(head);//最后释放头结点
    }
    static LinkNode *Buynode()
    {
        LinkNode *s = (LinkNode*)malloc(sizeof(LinkNode));
        assert(s != NULL);
        memset(s,0,sizeof(LinkNode));
        return s;
    }
    static void Freenode(LinkNode *p)
    {
        free(p);
    }
public:
    int empty()
    {
        return head->data==0?1:0;
    }

    void push_back(const Type& value)//尾插
    {
        LinkNode *s = Buynode();
        s->data = value;
        head->data++;            

        LinkNode *p = head->next;
        if(p == NULL)           //当前链表为空，只有头结点
        {
            head->next=s;
            return;
        }
        while(p->next != NULL)
        {
            p=p->next;
        }
        p->next = s;
    }
    void pop_back()
    {
        if( empty())
        {
            cout<<"linklist empty,pop_back error !"<<endl;
            return;
        }

        head->data--;
        LinkNode *p = head->next;
        if(p->next == NULL)//当前链表只有一个数据结点
        {
            Freenode(p);
            head->next=NULL;
            return;
        }
        while(p->next->next != NULL)
        {
            p = p->next;
        }
        LinkNode *s = p->next;
        Freenode(s);
        p->next=NULL;
    }

    void push_front(const Type& value)//头插
    {
        LinkNode *s = Buynode();
        s->data = value;

        LinkNode *p = head->next;
        head->next = s;
        s->next = p;

        head->data++;
    }
    void pop_front()
    {
        if( empty())
        {
            cout<<"linklist empty,pop_front error !"<<endl;
            return;
        }
        LinkNode *p = head->next;
        head->next = p->next;
        Freenode(p);
        head->data--;
    }
    void reverse()//
    {
        LinkNode *p=head->next;
        LinkNode *s = NULL;
        //断开头结点，将后边的数据结点一个一个头插到头结点，即实现逆置
        head->next = NULL;

        while(p)
        {
            s=p;
            p=p->next;

            s->next=head->next;
            head->next=s;
        }
    }
    void show_list()
    {
        LinkNode *p=head->next;
        cout<<"data: ";//
        while(p)
        {
            cout<<p->data<<" ";
            p = p->next;
        }
        cout<<endl;
        cout<<"size: "<<head->data<<endl;
    }

private:
    LinkNode *head;
};

int main()
{
    int an[] = {1,2,3,4,5,6};
    int len = sizeof(an)/sizeof(an[0]);

    LinkList<int> mylist;

    for(int i=0;i<len;++i)
    {
        //mylist.push_front(an[i]);
        mylist.push_back(an[i]);
    }
    mylist.show_list();

    mylist.reverse();
    mylist.show_list();

    for(i=0;i<len+1;++i)
    {
        mylist.pop_front();
        //mylist.pop_back();
        mylist.show_list();
    }
    return 0;
}

运行结果：

data: 1 2 3 4 5 6
size: 6
data: 6 5 4 3 2 1
size: 6
data: 5 4 3 2 1
size: 5
data: 4 3 2 1
size: 4
data: 3 2 1
size: 3
data: 2 1
size: 2
data: 1
size: 1
data:
size: 0
linklist empty,pop_front error !
data:
size: 0
Press any key to continue

注意：
细心的读者可能看出来，我用头结点的数据域(data)存放链表的长度。

虽然我是用c++模板类实现单链表，可以实现通用类型(Type)，但是存在一个问题：那就是如果Type的类型非int，那么头结点的数据域(head->data)打印结果将是乱码，并非链表的长度，这也很好理解，因为它不是整型。这种情况的话只能在私有变量中增加一个size成员，记录链表长度。

图示说明