关于单链表的一点小心得
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链表：链表是一种物理存储单元上非连续、非顺序的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接次序实现的。链表由一系列结点（链表中每一个元素称为结点）组成，结点可以在运行时动态生成，分为以下三种：
单向链表 （Singly linked lis） 双向链表 （Doubly linked list） 循环链表 (Circular linked list）而今天我要说的是单链表，单链表作为最简单的链表结构但却也很神奇。
单链表：
用一组地址任意的存储单元存放线性表中的数据元素，链表当中的数据是以结点来表示的，链表通过每个结点的链域将线性表的n个结点按其逻辑顺序链接在一起的，每个结点只有一个链域的链表称为单链表。
那什么叫结点呢？
结点：元素（数据元素的映象）+指针（指示后继元素存储位置)，具体的就是：data+next;data域：存放结点指的数据域 next域：存放节点的直接后继的地址（位置）的指针域
链表与我们以往所学的数组不同，我们没办法随便访问链表当中的值，我们只能通过挨个遍历的方式得到我们想要位置的元素，时间复杂度为o(N)时间，这时候有人有疑问了，既然链表没办法直接通过元素下标来访问，那还不如数组或者说顺序表好用，我们为啥使用这样一种数据结构呢？
通过下面的讲述你会知道了；
先搞几个单链表的简单操作:
添加
添加：如果我们想要给给定结点prev进行之后添加新值；我们要进行下面几步：
1：使用给定值初始化新节点cur
2将cur的next字段链接到prev下一个节点next
3：将prev中的next字段链接到cur
与数组相比，我们不用移动插入后方全部的元素，因此我们可以在时间复杂度为o(1)内完成成将新结点插入到链表当中，比数组的o(n)高效许多
众所周知，我们使用头结点来代表整个列表，因此在列表的开头添加新节点时更新头结点head至关重要,具体操作为:
1：初始化一个新节点cur
2：将新节点链接到我们的原始头结点head
3：将cur指定为head
第二种操作
删除
首先找到cur的上一个结点prev及其下一个结点next
然后链接prev到cur的下一个结点next
在我们的第一步中，我们需要找出prev和next，使用cur的参考字段很容易找到next，但是我们必须从头结点遍历链表，以找出prev，它的时间复杂度时间为o(n)，空间复杂度为o(1).如果删除的是第一个头结点，我们就在只需要简单的将下一个结点分配给head就好了。
下面附加上十二中单链表的操作
(1):初始化一个单链表
Linklist::Linklist()
{
head = new Elemtype;
head->data = 0; //将头结点的数据域定义为0
head->next = NULL; //头结点的下一个定义为NULL
}
(2):销毁一个单链表和创建一个单链表
Linklist::~Linklist()
{
delete head; //删除头结点
}
void Linklist::CreateLinklist(int n)
{
Elemtype *pnew, *ptemp;
ptemp = head;
if (n < 0) {
//当输入的值有误时，处理异常
cout << "输入的节点个数有误" << endl;
exit(EXIT_FAILURE);
}
for (int i = 0; i < n;i++) {
//将值一个一个插入单链表中
pnew = new Elemtype;
cout << "请输入第" << i + 1 << "个值: " ;
cin >> pnew->data;
pnew->next = NULL; //新节点的下一个地址为NULL
ptemp->next = pnew; //当前结点的下一个地址设为新节点
ptemp = pnew; //将当前结点设为新节点
}
}
(3):遍历一个单链表
void Linklist::TravalLinklist()
{
if (head == NULL || head->next ==NULL) {
cout << "链表为空表" << endl;
}
Elemtype *p = head; //另指针指向头结点
while (p->next != NULL) //当指针的下一个地址不为空时，循环输出p的数据域
{
p = p->next; //p指向p的下一个地址
cout << p->data << " ";
}
}
(4):获取线性表的长度
int Linklist::GetLength()
{
int count = 0; //定义count计数
Elemtype *p = head->next; //定义p指向头结点
while (p != NULL) //当指针的下一个地址不为空时，count+1
{
count++;
p = p->next; //p指向p的下一个地址
}
return count; //返回count的数据
}
(5):判断单链表是否为空
bool Linklist::IsEmpty()
{
if (head->next == NULL) {
return true;
}
return false;
}
(6):查找指定节点
Elemtype * Linklist::Find(DataType data)
{
Elemtype * p = head;
if (p == NULL) {
//当为空表时，报异常
cout << "此链表为空链表" << endl;
return ERROR;
}
else
{
while (p->next != NULL) //循环每一个节点
{
if (p->data == data) {
return p; //返回指针域
}
p = p->next;
}
return NULL; //未查询到结果
}
}
(7):尾插法
void Linklist::InsertElemAtEnd(DataType data)
{
Elemtype * newNode = new Elemtype; //定义一个Node结点指针newNode
newNode->next = NULL; //定义newNode的数据域和指针域
newNode->data = data;
Elemtype * p = head; //定义指针p指向头结点
if (head == NULL) {
//当头结点为空时，设置newNode为头结点
head = newNode;
}
else //循环知道最后一个节点，将newNode放置在最后
{
while (p->next != NULL)
{
p = p->next;
}
p->next = newNode;
}
}
(8):指定位置插入元素
void Linklist::InsertElemAtIndex(DataType data,int n)
{
if (n<1 || n>GetLength()) //输入有误报异常
cout << "输入的值错误" << endl;
else
{
Elemtype * ptemp = new Elemtype; //创建一个新的节点
ptemp->data = data; //定义数据域
Elemtype * p = head; //创建一个指针指向头结点
int i = 1;
while (n > i) //遍历到指定的位置
{
p = p->next;
i++;
}
ptemp->next = p->next; //将新节点插入到指定位置
p->next = ptemp;
}
}
(9):在头部插入数据
void Linklist::InsertElemAtHead(DataType data)
{
Elemtype * newNode = new Elemtype; //定义一个Node结点指针newNode
newNode->data = data;
Elemtype * p = head; //定义指针p指向头结点
if (head == NULL) {
//当头结点为空时，设置newNode为头结点
head = newNode;
}
newNode->next = p->next; //将新节点插入到指定位置
p->next = newNode;
}
(10):在尾部删除元素
void Linklist::DeleteElemAtEnd()
{
Elemtype * p = head; //创建一个指针指向头结点
Elemtype * ptemp = NULL; //创建一个占位节点
if (p->next == NULL) {
//判断链表是否为空
cout << "单链表空" << endl;
}
else
{
while (p->next != NULL) //循环到尾部的前一个
{
ptemp = p; //将ptemp指向尾部的前一个节点
p = p->next; //p指向最后一个节点
}
delete p; //删除尾部节点
p = NULL;
ptemp->next = NULL;
}
}
(11):删除指定元素
void Linklist::DeleteElemAtPoint(DataType data)
{
Elemtype * ptemp = Find(data); //查找到指定数据的节点位置
if (ptemp == head->next) {
//判断是不是头结点的下一个节点，如果是就从头部删了它
DeleteElemAtHead();
}
else
{
Elemtype * p = head; //p指向头结点
while (p->next != ptemp) //p循环到指定位置的前一个节点
{
p = p->next;
}
p->next = ptemp->next; //删除指定位置的节点
delete ptemp;
ptemp = NULL;
}
}
(12)：在头部删除节点
void Linklist::DeleteElemAtHead()
{
Elemtype * p = head;
if (p == NULL || p->next == NULL) {
//判断是否为空表，报异常
cout << "该链表为空表" << endl;
}
else
{
Elemtype * ptemp = NULL; //创建一个占位节点
p = p->next;
ptemp = p->next; //将头结点的下下个节点指向占位节点
delete p; //删除头结点的下一个节点
p = NULL;
head->next = ptemp; //头结点的指针更换
}
}
(13)删除所有元素
void Linklist::DeleteAll()
{
Elemtype * p = head->next;
Elemtype * ptemp = new Elemtype;
while (p != NULL) //在头结点的下一个节点逐个删除节点
{
ptemp = p;
p = p->next;
head->next = p;
ptemp->next = NULL;
delete ptemp;
}
head->next = NULL; //头结点的下一个节点指向NULL
}
下面是完整的测试函数
#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<algorithm>
#include<cassert>
#include<vector>
using namespace std;
typedef int DataType;
#define Node Elemtype
#define ERROR NULL
class Node
{
public:
int data;
Node *next;
};
class Linklist
{
public:
Linklist(); //构建一个单链表;
~Linklist(); //销毁一个单链表;
void CreateLinklist(int n); //创建一个单链表
void TravalLinklist(); //遍历线性表
int GetLength(); //获取线性表长度
bool IsEmpty(); //判断单链表是否为空
Elemtype * Find(DataType data); //查找节点
void InsertElemAtEnd(DataType data); //在尾部插入指定的元素
void InsertElemAtIndex(DataType data,int n); //在指定位置插入指定元素
void InsertElemAtHead(DataType data); //在头部插入指定元素
void DeleteElemAtEnd(); //在尾部删除元素
void DeleteAll(); //删除所有数据
void DeleteElemAtPoint(DataType data); //删除指定的数据
void DeleteElemAtHead(); //在头部删除节点
private:
Elemtype * head; //头结点
};
//初始化单链表
Linklist::Linklist()
{
head = new Elemtype;
head->data = 0; //将头结点的数据域定义为0
head->next = NULL; //头结点的下一个定义为NULL
}
//销毁单链表
Linklist::~Linklist()
{
delete head; //删除头结点
}
//创建一个单链表
void Linklist::CreateLinklist(int n)
{
Elemtype *pnew, *ptemp;
ptemp = head;
if (n < 0) {
//当输入的值有误时，处理异常
cout << "输入的节点个数有误" << endl;
exit(EXIT_FAILURE);
}
for (int i = 0; i < n;i++) {
//将值一个一个插入单链表中
pnew = new Elemtype;
cout << "请输入第" << i + 1 << "个值: " ;
cin >> pnew->data;
pnew->next = NULL; //新节点的下一个地址为NULL
ptemp->next = pnew; //当前结点的下一个地址设为新节点
ptemp = pnew; //将当前结点设为新节点
}
}
//遍历单链表
void Linklist::TravalLinklist()
{
if (head == NULL || head->next ==NULL) {
cout << "链表为空表" << endl;
}
Elemtype *p = head; //另指针指向头结点
while (p->next != NULL) //当指针的下一个地址不为空时，循环输出p的数据域
{
p = p->next; //p指向p的下一个地址
cout << p->data << " ";
}
}
//获取单链表的长度
int Linklist::GetLength()
{
int count = 0; //定义count计数
Elemtype *p = head->next; //定义p指向头结点
while (p != NULL) //当指针的下一个地址不为空时，count+1
{
count++;
p = p->next; //p指向p的下一个地址
}
return count; //返回count的数据
}
//判断单链表是否为空
bool Linklist::IsEmpty()
{
if (head->next == NULL) {
return true;
}
return false;
}
//查找节点
Elemtype * Linklist::Find(DataType data)
{
Elemtype * p = head;
if (p == NULL) {
//当为空表时，报异常
cout << "此链表为空链表" << endl;
return ERROR;
}
else
{
while (p->next != NULL) //循环每一个节点
{
if (p->data == data) {
return p; //返回指针域
}
p = p->next;
}
return NULL; //未查询到结果
}
}
//在尾部插入指定的元素
void Linklist::InsertElemAtEnd(DataType data)
{
Elemtype * newNode = new Elemtype; //定义一个Node结点指针newNode
newNode->next = NULL; //定义newNode的数据域和指针域
newNode->data = data;
Elemtype * p = head; //定义指针p指向头结点
if (head == NULL) {
//当头结点为空时，设置newNode为头结点
head = newNode;
}
else //循环知道最后一个节点，将newNode放置在最后
{
while (p->next != NULL)
{
p = p->next;
}
p->next = newNode;
}
}
//在指定位置插入指定元素
void Linklist::InsertElemAtIndex(DataType data,int n)
{
if (n<1 || n>GetLength()) //输入有误报异常
cout << "输入的值错误" << endl;
else
{
Elemtype * ptemp = new Elemtype; //创建一个新的节点
ptemp->data = data; //定义数据域
Elemtype * p = head; //创建一个指针指向头结点
int i = 1;
while (n > i) //遍历到指定的位置
{
p = p->next;
i++;
}
ptemp->next = p->next; //将新节点插入到指定位置
p->next = ptemp;
}
}
//在头部插入指定元素
void Linklist::InsertElemAtHead(DataType data)
{
Elemtype * newNode = new Elemtype; //定义一个Node结点指针newNode
newNode->data = data;
Elemtype * p = head; //定义指针p指向头结点
if (head == NULL) {
//当头结点为空时，设置newNode为头结点
head = newNode;
}
newNode->next = p->next; //将新节点插入到指定位置
p->next = newNode;
}
//在尾部删除元素
void Linklist::DeleteElemAtEnd()
{
Elemtype * p = head; //创建一个指针指向头结点
Elemtype * ptemp = NULL; //创建一个占位节点
if (p->next == NULL) {
//判断链表是否为空
cout << "单链表空" << endl;
}
else
{
while (p->next != NULL) //循环到尾部的前一个
{
ptemp = p; //将ptemp指向尾部的前一个节点
p = p->next; //p指向最后一个节点
}
delete p; //删除尾部节点
p = NULL;
ptemp->next = NULL;
}
}
//删除所有数据
void Linklist::DeleteAll()
{
Elemtype * p = head->next;
Elemtype * ptemp = new Elemtype;
while (p != NULL) //在头结点的下一个节点逐个删除节点
{
ptemp = p;
p = p->next;
head->next = p;
ptemp->next = NULL;
delete ptemp;
}
head->next = NULL; //头结点的下一个节点指向NULL
}
//删除指定的数据
void Linklist::DeleteElemAtPoint(DataType data)
{
Elemtype * ptemp = Find(data); //查找到指定数据的节点位置
if (ptemp == head->next) {
//判断是不是头结点的下一个节点，如果是就从头部删了它
DeleteElemAtHead();
}
else
{
Elemtype * p = head; //p指向头结点
while (p->next != ptemp) //p循环到指定位置的前一个节点
{
p = p->next;
}
p->next = ptemp->next; //删除指定位置的节点
delete ptemp;
ptemp = NULL;
}
}
//在头部删除节点
void Linklist::DeleteElemAtHead()
{
Elemtype * p = head;
if (p == NULL || p->next == NULL) {
//判断是否为空表，报异常
cout << "该链表为空表" << endl;
}
else
{
Elemtype * ptemp = NULL; //创建一个占位节点
p = p->next;
ptemp = p->next; //将头结点的下下个节点指向占位节点
delete p; //删除头结点的下一个节点
p = NULL;
head->next = ptemp; //头结点的指针更换
}
}
//测试函数
int main()
{
Linklist l;
int i;
cout << "1.创建单链表 2.遍历单链表 3.获取单链表的长度 4.判断单链表是否为空 5.获取节点\n";
cout << "6.在尾部插入指定元素 7.在指定位置插入指定元素 8.在头部插入指定元素\n";
cout<<"9.在尾部删除元素 10.删除所有元素 11.删除指定元素 12.在头部删除元素 0.退出" << endl;
do
{
cout << "请输入要执行的操作: ";
cin >> i;
switch (i)
{
case 1:
int n;
cout << "请输入单链表的长度: ";
cin >> n;
l.CreateLinklist(n);
break;
case 2:
l.TravalLinklist();
break;
case 3:
cout << "该单链表的长度为" << l.GetLength() << endl;
break;
case 4:
if (l.IsEmpty() == 1)
cout << "该单链表是空表" << endl;
else
{
cout << "该单链表不是空表" << endl;
}
break;
case 5:
DataType data;
cout << "请输入要获取节点的值: ";
cin >> data;
cout << "该节点的值为" << l.Find(data)->data << endl;
break;
case 6:
DataType endData;
cout << "请输入要在尾部插入的值: ";
cin >> endData;
l.InsertElemAtEnd(endData);
break;
case 7:
DataType pointData;
int index;
cout << "请输入要插入的数据: ";
cin >> pointData;
cout << "请输入要插入数据的位置: ";
cin >> index;
l.InsertElemAtIndex(pointData, index);
break;
case 8:
DataType headData;
cout << "请输入要在头部插入的值: ";
cin >> headData;
l.InsertElemAtHead(headData);
break;
case 9:
l.DeleteElemAtEnd();
break;
case 10:
l.DeleteAll();
break;
case 11:
DataType pointDeleteData;
cout << "请输入要删除的数据: ";
cin >> pointDeleteData;
l.DeleteElemAtPoint(pointDeleteData);
break;
case 12:
l.DeleteElemAtHead();
break;
default:
break;
}
}while (i != 0);
system("pause");
return 0;
}
如有不足，还望大佬帮忙指出，第一次写CSDN的文章，心里慌得一批。。。。