一个简单的"单向链表"

unit Unit1;

interface

uses
  Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,
  Dialogs, StdCtrls;

type
  TForm1 = class(TForm)
    Button1: TButton;
    Button2: TButton;
    procedure FormCreate(Sender: TObject);
    procedure Button1Click(Sender: TObject);
    procedure Button2Click(Sender: TObject);
  end;

var
  Form1: TForm1;

implementation

{$R *.dfm}

type
  PMyRec = ^MyRec;  {把 PMyRec 定义为下面 MyRec 结构的指针类型}
  MyRec = record
    Name: string[8];
    Age : Word;
    Link: PMyRec;   {结构中同时包含同类型的指针, 用于链接其他同类结构}
  end;

var
  R1,R2,R3,R4: MyRec;

{把 R1、R2、R3、R4 够建成一个环环相扣的"链", 这就是一个简单的"链表"}
procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject);
begin
  R4.Name := '李四';
  R4.Age  := 16;
  R4.Link := nil;

  R3.Name := '张三';
  R3.Age  := 61;
  R3.Link := @R4;

  R2.Name := '钱二';
  R2.Age  := 24;
  R2.Link := @R3;

  R1.Name := '赵一';
  R1.Age  := 42;
  R1.Link := @R2;
end;

{现在 , 通过 R1 即可以访问整个链; 但这个链是单向的, 所以叫"单向链表"}   
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
begin
  ShowMessage(R1.Name); {赵一}
  ShowMessage(R1.Link^.Name); {钱二}
  ShowMessage(R1.Link^.Link^.Name); {张三}
  ShowMessage(R1.Link^.Link^.Link^.Name); {李四}
end;

{通过结构指针读取数据可以省略 ^; 所以 Button1Click 可以简写为:}
procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject);
begin
  ShowMessage(R1.Name); {赵一}
  ShowMessage(R1.Link.Name); {钱二}
  ShowMessage(R1.Link.Link.Name); {张三}
  ShowMessage(R1.Link.Link.Link.Name); {李四}
end;

end.

<think>首先,用户的问题是:“我想查找计算单向链表长度的方法或代码实现请问如何计算单向链表的长度”。用户明确询问如何计算单向链表的长度,包括方法或代码实现。现在,回顾系统级指令:-所有行内数学表达式使用$...$格式。-独立公式使用$$...$$格式。-LaTeX语法正确。-使用中文回答。-生成相关问题。-回答中引用的段落末尾自然地添加引用标识。-回答结构清晰,帮助用户逐步解决问题。-参考站内引用。站内引用提供了三个引用:-[^1]:关于C++单向链表,提到获取链表长度的方法:`intList<T>::getSize()const{returnsize;}`,这表示链表类中有一个size变量存储长度。-[^2]:关于带头双向循环链表,但提到单向链表长度的优化,说“求单向链表长度的算法怎么优化”,但没有具体优化方法。-[^3]:关于单向链表的常用算法,包括`intListLength(LIST_DATA*head);`函数来计算链表长度。用户的需求是计算单向链表长度的方法或代码实现。所以,我需要基于这些引用提供清晰的解释和代码示例。结构化回答:1.**引言**:简要解释什么是链表长度。2.**方法**:-方法1:维护一个计数器变量(如size),在添加或删除节点时更新它。引用[^1]展示了这种方法。-方法2:遍历链表计数节点。这是一种常见的方法,如果链表没有size变量,就需要遍历。3.**代码实现**:提供C++代码示例,因为引用是C++相关的。确保代码语法正确。4.**优化**:引用[^2]提到优化,但未给出细节。我可以建议使用size变量来避免遍历,提高效率。5.**引用标识**:在适当的地方添加引用标识。6.**相关问题**:在末尾生成相关问题。使用中文回答。现在,生成相关问题:-基于主题,如链表的其他操作、优化方法、应用场景。最终回答结构:-解释计算链表长度的两种主要方法。-提供代码示例。-添加引用标识。-生成相关问题。</think>### 计算单向链表长度的方法与代码实现 单向链表的长度指的是链表中节点的个数。计算长度有两种主要方法: 1. **维护计数器变量法**:在链表类中定义一个 `size` 变量,每次添加或删除节点时更新它。这种方法时间复杂度为 $O(1)$,效率高,适用于频繁查询长度的场景[^1]。 2. **遍历计数法**:如果没有维护计数器,需要从头节点开始遍历链表,逐个计数节点,直到尾节点。时间复杂度为 $O(n)$,其中 $n$ 是链表长度[^3]。 下面我将详细解释这两种方法,并提供 C++ 代码实现(基于引用中的示例)。 #### 方法1: 维护计数器变量法 在链表类中添加一个私有成员 `size`,并在构造函数、添加/删除节点方法中更新它。获取长度时直接返回 `size`。 - **优点**:快速高效,无需遍历链表。 - **适用场景**:链表操作频繁且长度查询需求多的情况。 ```cpp #include <iostream> using namespace std; template<typename T> class List { private: struct Node { T data; Node* next; }; Node* head; // 头节点 int size; // 链表长度计数器 public: // 构造函数:初始化空链表 List() : head(nullptr), size(0) {} // 析构函数:释放所有节点内存 ~List() { Node* current = head; while (current != nullptr) { Node* next = current->next; delete current; current = next; } } // 添加节点到尾部 void addNode(T value) { Node* newNode = new Node{value, nullptr}; if (head == nullptr) { head = newNode; } else { Node* temp = head; while (temp->next != nullptr) { temp = temp->next; } temp->next = newNode; } size++; // 更新长度计数器 } // 获取链表长度:直接返回计数器 int getSize() const { return size; // 时间复杂度 O(1) } }; // 示例用法 int main() { List<int> list; list.addNode(10); list.addNode(20); cout << "链表长度: " << list.getSize() << endl; // 输出: 链表长度: 2 return 0; } ``` 在引用[^1]中,类似地使用 `return size;` 实现高效长度查询。 #### 方法2: 遍历计数法 如果链表未维护计数器,必须从头节点开始遍历,计数节点数量。 - **优点**:实现简单,不需要额外变量。 - **缺点**:每次查询都需遍历,效率较低。 - **适用场景**:链表结构简单或长度查询较少的情况。 ```cpp #include <iostream> using namespace std; struct ListNode { int data; ListNode* next; }; // 计算链表长度的函数 int listLength(ListNode* head) { int count = 0; ListNode* current = head; while (current != nullptr) { // 遍历直到尾节点 count++; current = current->next; } return count; // 时间复杂度 O(n) } // 示例用法 int main() { ListNode* head = new ListNode{10, nullptr}; head->next = new ListNode{20, nullptr}; head->next->next = new ListNode{30, nullptr}; cout << "链表长度: " << listLength(head) << endl; // 输出: 链表长度: 3 // 注意:实际代码需释放内存 return 0; } ``` 在引用[^3]中,`ListLength` 函数类似地通过遍历计数实现长度查询。 #### 优化建议 引用[^2]提到“求单向链表长度的算法怎么优化”,核心是使用方法1的计数器变量。优化后,查询长度的时间复杂度从 $O(n)$ 降为 $O(1)$。但需确保在每次节点操作时正确更新 `size`,避免不一致[^1][^3]。 ### 总结 - 推荐方法1:适用于性能敏感场景,直接返回 `size`。 - 方法2:通用但效率较低,适合临时查询。 在实际应用中,选择方法取决于链表设计需求。维护计数器更高效,但增加代码复杂度;遍历法简单,但可能成为瓶颈。
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