C++实现单链表及其19种操作

目录

二、单链表的实现要点

2.1、节点结构定义:

2.2、链表操作:

三、单链表的优缺点

3.1、优点:

 3.2、缺点:

四、单链表的应用场景

4.1、动态数据管理 

4.2、文件系统 

4.3、导航结构 

五、代码示例 

 4.1、链表定义 

 4.2、链表实现

六、总结         

七、参考资料

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      单链表是一种线性数据结构，由一系列节点组成，这些节点按顺序链接。每个节点包含数据部分和一个指向下一个节点的指针。链表的第一个节点称为头节点 ，最后一个节点的指针指向空 ，表示链表的结束。 

二、单链表的实现要点

2.1、节点结构定义:

        在C++语言中，可以使用结构体来定义节点： 

  
typedef struct Node {
    int data;
    struct Node* next;
} Node;

                                 图2.1 链表构成
2.2、链表操作:

        2.2.1、初始化链表: 创建一个空链表时，头指针（head）应初始化为NULL。Node* head = NULL;

三、单链表的优缺点

3.1、优点:

          动态大小: 链表在运行时可以动态扩展和收缩，不需要提前知道大小。

        插入和删除操作高效: 在已知位置（特别是头部或尾部）进行插入和删除操作时，时间复杂度为O(1)。

        内存利用率高: 没有固定大小，不会造成内存浪费。                

 3.2、缺点:

        随机访问困难: 访问链表中的第n个元素需要从头节点开始遍历，时间复杂度为O(n)。

        额外的内存开销: 每个节点额外存储一个指针，占用更多内存。

        不适合大量数据: 对于需要频繁随机访问的大量数据，链表效率较低。

四、单链表的应用场景

4.1、动态数据管理 

        单链表适合处理数据量动态变化的场景。例如，在需要频繁插入和删除元素的情况下，单链表可以高效地进行插入和删除操作，因为这些操作只涉及节点引用的改变，而不需要像数组那样移动大量元素。

4.2、文件系统 

        在某些文件系统中，单链表可以用来管理文件块。每个节点表示一个文件块，通过链表可以链接所有属于同一文件的块

4.3、导航结构 

        在网页浏览器的历史记录管理、文本编辑器的撤销操作等需要前后导航的场景中，单链表可以高效地进行前进和后退操作。

        单链表的简单性和灵活性使其在许多场景中都能发挥作用，尤其是在需要频繁插入和删除操作、数据动态变化的情况下。