单链表实验

实验代码

template<class DataType>

struct Node

{

DataType data;

Node<DataType>* next;

};

template<class DataType>

class LinkList

{

public:

LinkList();

LinkList(DataType a[], int n);

~LinkList();

int Locate(DataType x);

void Insert(int i, DataType x);

DataType Delete(int i);

void DeleteSame(DataType x);

void PrintList();

private:

Node<DataType>* first;

};

#include <iostream>

using namespace std;

template<class DataType>

LinkList<DataType>::LinkList()

{

first = new Node<DataType>;

first->next = NULL;

}

template<class DataType>

LinkList<DataType>::LinkList(DataType a[], int n)

{

Node<DataType>* r, * s;

first = new Node<DataType>;

r = first;

for (int i = 0; i < n; i++)

{

s = new Node<DataType>;

s->data = a[i];

r->next = s;

r = s;

}

r->next = NULL;

}

template<class DataType>

LinkList<DataType>::~LinkList()

{

Node<DataType>* q = NULL;

while (first != NULL)

{

q = first;

first = first->next;

delete q;

}

}

template<class DataType>

void LinkList<DataType>::Insert(int i, DataType x)

{

Node<DataType>* p = first, * s = NULL;

int count = 0;

while (p != NULL && count < i - 1)

{

p = p->next;

count++;

}

if (p == NULL) throw"位置";

else

{

s = new Node<DataType>;

s->data = x;

s->next = p->next;

p->next = s;

}

}

template<class DataType>

DataType LinkList<DataType>::Delete(int i)

{

Node<DataType>* p = first, * q = NULL;

DataType x;

int count = 0;

while (p != NULL && count < i - 1)

{

p = p->next;

count++;

}

if (p == NULL || p->next == NULL)

throw "位置";

else

{

q = p->next;

x = q->data;

p->next = q->next;

delete q;

return x;

}

}

template<class DataType>

void LinkList<DataType>::DeleteSame(DataType x)

{

Node<DataType>* pre = first, * p = first->next, * q;

while (p != NULL)

{

if (p->data == x)

{

q = p;

p = p->next;

pre->next = p;

delete q;

}

else

{

p = p->next;

pre = pre->next;

}

}

}

template<class DataType>

int LinkList<DataType>::Locate(DataType x)

{

Node<DataType>* p = first->next;

int count = 1;

while (p != NULL)

{

if (p->data == x) return count;

p = p->next;

count++;

}

return 0;

}

template<class DataType>

void LinkList<DataType>::PrintList()

{

Node<DataType>* p = first->next;

while (p != NULL)

{

cout << p->data << " ";

p = p->next;

}

cout << endl;

}

#include <iostream>

using namespace std;

void main()

{

int r[5] = { 1,2,3,4,5 };

LinkList<int>L(r, 5);

cout << "执行插入操作前数据为:" << endl;

L.PrintList();

try

{

L.Insert(1, 4);

}

catch (char* s)

{

cout << s << endl;

}

cout << "执行插入操作后数据为:" << endl;

L.PrintList();

cout << "值为5的元素位置为:" << endl;

cout << L.Locate(5) << endl;

cout << "执行删除操作前数据为:" << endl;

L.PrintList();

try

{

L.Delete(1);

}

catch (char* s)

{

cout << s << endl;

}

cout << "执行删除操作后数据为:" << endl;

L.PrintList();

cout << "执行删除多个相同值操作前数据为:" << endl;

L.PrintList();

L.DeleteSame(3);

cout << "执行删除多个相同值操作后数据为:" << endl;

L.PrintList();

}

<think>好的,我现在需要帮助用户了解单链表实验内容和实现方法。首先,我得回忆一下用户提供的引用内容,看看有没有相关的信息。引用[1]提到了单链表实验的定义、建立方法和基本操作,实验内容包括初始化、头插法、尾插法、插入、删除等。引用[2]则讨论了单链表的实现,特别是C语言中没有哨兵位的单链表,还提到了双向链表。引用[3]详细列出了需要掌握的单链表基本操作,比如初始化、插入、删除等。 用户的问题是关于单链表实验内容或实现方法,所以我需要结合这三个引用,整理出一个清晰的回答结构。首先应该介绍单链表的基本概念,然后分点说明实验内容,比如初始化、创建方法(头插法和尾插法)、基本操作(插入、删除、查找等)。接着可能需要提供代码示例,比如用C语言实现节点的定义和部分操作。然后根据用户的要求生成相关问题,这些问题需要围绕实验步骤、实现细节和应用场景。 在整理过程中,要确保按照用户给的系统级指令来,比如行内数学表达式用$...$,独立公式用$$...$$,但这里可能数学公式不多,主要是代码部分。代码需要用正确的语法,用户示例中的Python代码,但单链表通常用C语言,所以需要用C的代码示例。同时回答要用中文,并且在引用内容后添加引用标识,比如[^1]、[^2]等。 需要检查是否有遗漏的实验内容,比如判断空表、清空链表、求表长这些操作是否在引用中有提到。引用[3]确实提到了这些,所以需要包含进去。另外,用户可能想了解具体的实现步骤,所以分步骤解释每个操作的方法,比如初始化时创建头节点,头插法和尾插法的区别,插入删除节点的指针操作等。 可能还需要注意代码的正确性,比如节点结构体的定义,指针的操作是否正确,避免常见的错误,比如内存泄漏或者指针悬挂。例如,在插入节点时,需要先让新节点的next指向原节点,再调整前驱节点的next指向新节点,否则会丢失后续节点。 最后,生成的相关问题需要围绕用户可能进一步想了解的内容,比如单链表和顺序表的区别、头插法和尾插法的应用场景、如何检测内存泄漏等,这样可以引导用户深入学习和解决实际问题。</think>### 单链表实验内容与实现方法 单链表是一种基础的数据结构,通过节点间的指针链接实现动态存储。其实验内容主要围绕**初始化、创建、基本操作和应用**展开[^3]。以下为具体实现方法: --- #### **1. 单链表的定义与初始化** 单链表节点通常包含**数据域**和**指针域**。在C语言中定义如下: ```c typedef struct Node { int data; // 数据域 struct Node* next; // 指针域,指向下一个节点 } Node; // 初始化空链表(头结点) Node* initList() { Node* head = (Node*)malloc(sizeof(Node)); head->next = NULL; // 初始为空表 return head; } ``` --- #### **2. 单链表的创建方法** **(1) 头插法** 新节点插入到链表头部,时间复杂度为$O(1)$: ```c void insertHead(Node* head, int value) { Node* newNode = (Node*)malloc(sizeof(Node)); newNode->data = value; newNode->next = head->next; // 新节点指向原首节点 head->next = newNode; // 头结点指向新节点 } ``` **(2) 尾插法** 新节点插入到链表尾部,需遍历链表找到尾节点,时间复杂度为$O(n)$: ```c void insertTail(Node* head, int value) { Node* current = head; while (current->next != NULL) { // 定位到尾节点 current = current->next; } Node* newNode = (Node*)malloc(sizeof(Node)); newNode->data = value; newNode->next = NULL; current->next = newNode; // 尾节点指向新节点 } ``` --- #### **3. 单链表的基本操作** **(1) 按值查找** 遍历链表,返回第一个匹配值的节点地址: ```c Node* searchByValue(Node* head, int target) { Node* current = head->next; while (current != NULL) { if (current->data == target) { return current; } current = current->next; } return NULL; // 未找到 } ``` **(2) 按位置删除** 删除第$k$个节点,需处理指针重定向: ```c void deleteByPosition(Node* head, int pos) { Node* prev = head; for (int i = 0; prev != NULL && i < pos - 1; i++) { prev = prev->next; // 找到目标节点的前驱 } if (prev == NULL || prev->next == NULL) { return; // 位置无效 } Node* temp = prev->next; prev->next = temp->next; // 跳过待删除节点 free(temp); // 释放内存 } ``` **(3) 清空链表** 释放所有节点内存(头结点保留): ```c void clearList(Node* head) { Node* current = head->next; while (current != NULL) { Node* temp = current; current = current->next; free(temp); } head->next = NULL; // 重置为空表 } ``` --- #### **4. 实验重点与注意事项** - **指针操作**:插入/删除时需严格调整指针顺序,避免内存泄漏或野指针。 - **时间复杂度**:头插法效率高,尾插法需遍历链表,适合不同场景。 - **调试技巧**:通过打印链表内容(如`void printList(Node* head)`)验证操作正确性[^3]。 ---
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