问题描述：
目的：使用C++模板设计单链表的抽象数据类型（ADT）。并在此基础上，使用单链表ADT的基本操作，设计并实现单链表的简单算法设计。
内容：（1）请使用模板设计单链表的抽象数据类型。（由于该环境目前仅支持单文件的编译，故将所有内容都集中在一个源文件内。在实际的设计中，推荐将抽象类及对应的派生类分别放在单独的头文件中。参考网盘中的ADT原型文件。）
（2）ADT的简单应用：使用该ADT设计并实现单链表应用场合的一些简单算法设计。
应用1：假设有一个带头结点的单链表A，现要求设计一个算法，实现单链表的就地逆置，即利用原表的存储空间实现表中前m 个元素和后n 个元素的互换。
参考函数原型：
template
void Exchange_L( LinkList &L, int m );
单链表ADT原型如下：
/* 单链表的结点定义 */
template
struct LinkNode
{
ElemType data;
LinkNode *next;
LinkNode(LinkNode *ptr = NULL){next = ptr;}
LinkNode(const ElemType &item, LinkNode *ptr = NULL)
//函数参数表中的形参允许有默认值，但是带默认值的参数需要放后面
{
next = ptr;
data = item;
}
};
//带头结点的单链表
template
class LinkList:public link
{
private:
LinkNode head; // 头指针
LinkNode tail; // 尾指针
public:
//无参数的构造函数
LinkList(){head = new LinkNode; tail =head;}
//带参数的构造函数
LinkList(const ElemType &item){head = new LinkNode(item); tail = head;}
//拷贝构造函数
LinkList(LinkList &List);
//析构函数
~LinkList(){ListDestroy();}
//重载函数:赋值
LinkList& operator=(LinkList &List);
//销毁链表
void ListDestroy();
//清空链表
void ListClear();
//返回链表的长度
int ListLength() const;
//判断链表是否为空表
bool ListEmpty() const;
//在首结点之前插入一个结点
bool InsFirst( ElemType &e );
//在尾结点之前插入一个结点
bool InsTail( ElemType &e );
//获取链表头指针
LinkNode GetHead() const{ return head;}
//获取链表尾指针
LinkNode GetTail() const{ return tail;}
//设置链表头指针
void SetHead(LinkNode *p){ head = p;}
//设置链表尾指针
void SetTail(LinkNode *p){ tail = p;}
//用e返回链表的第i个元素
ElemType GetElem(int pos);
//在链表的第pos个位置之前插入e元素
bool ListInsert(int pos,ElemType e);
//删除链表的首结点
//bool DelFirst( ElemType &e);
//表头插入法动态生成链表
void CreateList_Head(vector &A);
//表尾插入法动态生成链表
void CreateList_Tail(vector &A);
//删除链表的第pos个位置的元素
ElemType ListDelete(int pos);
//compare函数，用来判断a和b是否相等
//bool compare(ElemType a, ElemType *b);
//按指定条件查找，返回指向第一个符合条件（=e）的元素的指针
bool LocateElem(const ElemType &e, LinkNode *pos);
//返回链表给定数据元素的前驱数据元素的值
//bool PriorElem(ElemType cur_e, ElemType &pri_e);
//返回链表给定数据元素的后继数据元素的值
bool NextElem(LinkNode *p, ElemType &e);
//遍历链表
bool ListTraverse() const;
};
输入说明：
第一行：顺序表A的数据元素的数据类型标记（0：int，1：double，2：char，3：string）
第二行：待逆置单链表的数据元素（数据元素之间以空格分隔）
第三行：逆置位置m
输出说明：
如第一行输入值为0、1、2、3之外的值，直接输出“err”
否则：
第一行：待逆置单链表的遍历结果（数据元素之间以"->“分隔）
空行
第三行：逆置后单链表的遍历结果（数据元素之间以”->"分隔）
SAMPLE INPUT：
0
13 5 27 9 32 123 76 98 54 87
5
SAMPLEOUTPUT：
13->5->27->9->32->123->76->98->54->87 /n 123->76->98->54->87->13->5->27->9->32
思路：
<font color
很令人绝望的题干，主要是学会怎么用adt的模板进行操作。各个函数的代码实现可以借鉴(https://blog.csdn.net/Blackoutdragon/article/details/109118889)，对于这道题来说，需要进行的操作是将先确定要互换的位置，注意当交换前后两段链表的时候，修改做不索引的同时，不要忘记了修改置换之后的尾指针
基本的思路就是切断，然后重新连接。总的来说需要找到四个结点，因为总共就两处断点。（这道题做的迷迷糊糊的，有什么不懂的可以一起讨论讨论，有写的不对的地方也请多多指教）
AC代码：
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int no,i;
template<class ElemType>
struct LinkNode
{
ElemType data;
LinkNode<ElemType> *next;
LinkNode(LinkNode<ElemType> *ptr = NULL)
{
next = ptr;
}
LinkNode(const ElemType &item, LinkNode<ElemType> *ptr = NULL)
{
next = ptr;
data = item;
}
};
template<class ElemType>
class LinkList
{
private:
LinkNode<ElemType> *head;
public:
LinkList()
{
head = new LinkNode<ElemType>;
}
LinkList(const ElemType &item)
{
head = new LinkNode<ElemType>(item);
}
LinkList(LinkList<ElemType> &List);
~LinkList()
{
ListDestroy();
}
LinkList<ElemType>& operator=(LinkList<ElemType> &List);
void ListDestroy();
void ListClear();
int ListLength() const;
bool ListEmpty() const;
bool InsFirst( ElemType e );
LinkNode<ElemType>* GetHead() const
{
return head;
}
void SetHead(LinkNode<ElemType> *p)
{
*head = *p;
}
ElemType GetElem(int pos);
bool ListInsert(int pos,ElemType e);
bool DelFirst( ElemType &e);
void CreateList_Head(int n, ElemType *A);
void CreateList_Tail(int n, ElemType *A);
void CreateList_Tail1(int n, double *A);
ElemType ListDelete(int pos);
bool LocateElem(const ElemType &e, LinkNode<ElemType> *pos);
bool PriorElem(ElemType cur_e, ElemType &pri_e);
bool NextElem(LinkNode<ElemType> *p, ElemType &e);
void ListTraverse() ;
LinkNode<ElemType> *getIndex(int times);
LinkNode<ElemType> *getTail();
};
template <class ElemType>
LinkList<ElemType>::LinkList(LinkList<ElemType> &List)
{
LinkNode<ElemType> *temp = List.head;
head = new LinkNode<ElemType>(*temp);
LinkNode<ElemType> *temp2 = head;
while(temp)
{
temp2->next = new LinkNode<ElemType>(*temp->next);
temp = temp->next;
temp2 = temp2->next;
}
}
template<class ElemType>
LinkList<ElemType>& LinkList<ElemType>::operator=(LinkList<ElemType> &List)
{
if(!head)
{
this = LinkList(List);
}
else
{
LinkNode<ElemType> *temp1 = List->head;
LinkNode<ElemType> *temp2 = head;
while(temp1 && temp2)
{
*temp1 = *temp2;
temp1 = temp1->next;
temp2 = temp2->next;
}
if(temp1)
{
while(temp1)
{
temp2 = new ElemType(*temp1);
temp1 = temp1->next;
temp2 = temp2->next;
}
return *this;
}
if(temp2)
{
LinkNode<ElemType> temp3 = temp2->next;
while(temp2)
{
temp3 = temp2->next;
delete temp2;
temp2 = temp3;
}
return *this;
}
}
}
template<class ElemType>
void LinkList<ElemType>::ListDestroy()
{
LinkNode<ElemType> *temp = NULL;
while(head)
{
temp = head->next;
delete head;
head = temp;
}
}
template<class ElemType>
void LinkList<ElemType>::ListClear()
{
LinkNode<ElemType> *temp = head->next;
LinkNode<ElemType> *temp2 = NULL;
while(temp)
{
temp2 = temp->next;
delete temp;
temp = temp2;
}
head->next = NULL;
}
template<class ElemType>
int LinkList<ElemType>::ListLength() const
{
int length = 0;
LinkNode<ElemType> *temp = head->next;
while(temp)
{
length ++;
temp = temp->next;
}
return length;
}
template<class ElemType>
bool LinkList<ElemType>::ListEmpty() const
{
if(head->next)
{
return false;
}
else
{
return true;
}
}
template<class ElemType>
bool LinkList<ElemType>::InsFirst(ElemType e)
{
LinkNode<ElemType> *temp = new LinkNode<ElemType>(e);
if(!temp)
{
return false;
}
temp->next = head->next;
head->next = temp;
cout<<endl;
return true;
}
template<class ElemType>
ElemType LinkList<ElemType>::GetElem(int pos)
{
LinkNode<ElemType> *temp = head;
int index = 0;
while(temp && index < pos)
{
temp = temp->next;
index ++;
}
if(!temp || index < pos-1)
{
cout<<"the index of the element you want is wrong"<<endl;
return;
}
return temp->data;
}
template<class ElemType>
bool LinkList<ElemType>::ListInsert(int pos,ElemType e)
{
LinkNode<ElemType> *temp = head;
int index = 0;
while(temp && index < pos - 1)
{
temp = temp->next;
index ++;
}
if(!temp || index < pos-1)
{
cout<<"the index of the element you want is wrong"<<endl;
return false;
}
LinkNode<ElemType> *temp2 = new LinkNode<ElemType>();
temp2->data = e;
temp2->next = temp->next;
temp->next = temp2;
}
template<class ElemType>
bool LinkList<ElemType>::DelFirst(ElemType &e)
{
LinkNode<ElemType> *temp = head->next;
e = temp->data;
if(!temp) return false;
head->next = temp->next;
delete temp;
return true;
}
template<class ElemType>
void LinkList<ElemType>::CreateList_Head(int n,ElemType *A)
{
ElemType *temp = NULL;
for(int i = 0; i < n; i ++)
{
temp = A + i;
InsFirst(*temp);
}
}
template<class ElemType>
void LinkList<ElemType>::CreateList_Tail(int n,ElemType *A)
{
LinkNode<ElemType> *temp=head;
int length = ListLength(),cont = 0;
while(temp && cont < length)
{
temp = temp->next;
cont++;
}
LinkNode<ElemType> *temp2 = temp;
if(!temp || cont<length)
{
return;
}
for(int i = 0; i < n; i ++)
{
temp->next = new LinkNode<ElemType>(*(A+i));
temp = temp->next;
}
}
template<class ElemType>
ElemType LinkList<ElemType>::ListDelete(int pos)
{
LinkNode<ElemType> *temp = head;
int i = 0;
while(temp && i < pos - 1)
{
temp = temp->next;
i ++;
}
if(!temp || i < pos - 1)
{
cout<<"the position you input is invalid"<<endl;
return ElemType();
}
LinkNode<ElemType> *temp2 = NULL;
temp2 = temp->next;
temp->next = temp2->next;
ElemType result = temp2->data;
delete temp2;
return result;
}
template<class ElemType>
bool LinkList<ElemType>::LocateElem(const ElemType &e, LinkNode<ElemType> *pos)
{
LinkNode<ElemType> *temp = head;
while(temp)
{
if(temp->data == e)
{
pos->data = temp->data;
pos->next = temp->next;
return true;
}
temp = temp->next;
}
return false;
}
template<class ElemType>
bool LinkList<ElemType>::PriorElem(ElemType cur_e, ElemType &pri_e)
{
LinkNode<ElemType> *temp = head;
while(temp->next)
{
if(temp->next->data == cur_e)
{
pri_e = temp->data;
return true;
}
temp = temp->next;
}
return false;
}
template<class ElemType>
bool LinkList<ElemType>::NextElem(LinkNode<ElemType> *p, ElemType &e)
{
if(LocateElem(e,p))
{
p = p->next;
return true;
}
else
{
return false;
}
}
template<class ElemType>
void LinkList<ElemType>::ListTraverse()
{
LinkNode<ElemType>*temp=head->next;
while(temp)
{
cout<<temp->data;
temp=temp->next;
if(temp)
cout<<"->";
}
cout<<endl;
}
template<class ElemType>
LinkNode<ElemType> *LinkList<ElemType>::getTail()
{
LinkNode<ElemType> *temp = head;
while(temp->next)
{
temp = temp->next;
}
return temp;
}
template<class ElemType>
LinkNode<ElemType> *LinkList<ElemType>::getIndex(int times)
{
LinkNode<ElemType> *temp=head;
while(times--)
{
temp=temp->next;
}
return temp;
}
template<class ElemType>
void Lk_Reverse( LinkList<ElemType>&L,int m)
{
L.ListTraverse();
cout<<endl;
if(m==i)
{
LinkNode<ElemType> *finalNode = L.getTail();
LinkNode<ElemType> *endTrue = finalNode;
LinkNode<ElemType> *temp = NULL;
LinkNode<ElemType> *temp2 = NULL;
while(L.GetHead()->next != finalNode)
{
temp=L.GetHead()->next;
L.GetHead()->next=temp->next;
temp2=finalNode->next;
finalNode->next=temp;
temp->next=temp2;
}
L.ListTraverse();
exit(0);
}
LinkNode<ElemType> *tail=L.getIndex(L.ListLength());
//m处的右半部分的链表的头结点
LinkNode<ElemType> *temp=L.getIndex(m+1);
//m处的左半部分的尾结点
LinkNode<ElemType> *temp2=L.getIndex(m);
//总体的首位相接
tail->next=L.GetHead()->next;
//首节点的1
L.GetHead()->next=temp;
temp2->next=NULL;
L.ListTraverse();
}
int main()
{
int n;
cin>>n;
getchar();
if(n!=0&&n!=1&&n!=2&&n!=3)
{
cout<<"err";
exit(0);
}
string s;
i=0;
getline(cin,s);
if(n==0)
{
int temp[100005];
long long num=0;
for (unsigned j=0; j<s.size(); j++)
{
if (s[j]==' ')
{
temp[i]=num;
i++;
num=0;
}
else
{
num=num*10+s[j]-'0';
}
}
temp[i++]=num;
cin>>no;
LinkList<int> A;
A.CreateList_Tail(i,temp);
Lk_Reverse(A,no);
}
if(n==1)
{
double b[10005];
double num=0.0,sum=0.0;
int judge=0,t=0,j=0;
for(unsigned i=0; i<s.size(); i++)
{
if(s[i]==' ')
{
num=num/pow(10,t);
b[j++]=num;
num=0.0;
judge=0,t=0;
}
else if(s[i]=='.')
{
judge=1;
}
else
{
num=num*10+s[i]-'0';
if(judge==1)
{
t++;
}
}
}
num=num/pow(10,t);
b[j++]=num;
cin>>no;
LinkList<double> A;
A.CreateList_Tail(j,b);
Lk_Reverse(A,no);
}
if(n==2)
{
char c[10005];
char ch;
int j=0;
for(unsigned i=0; i<s.size(); i++)
{
ch=s[i];
if(ch!=' ')
{
c[j++]=ch;
}
}
cin>>no;
LinkList<char> A;
A.CreateList_Tail(j,c);
Lk_Reverse(A,no);
}
if(n==3)
{
string d[10005];
string k;
k.clear();
int j=0;
for(unsigned i=0;i<s.size();i++)
{
if(s[i]==' ')
{
d[j]=k;
j++;
k.clear();
}
else
{
k+=s[i];
}
}
d[j++]=k;
cin>>no;
LinkList<string> A;
A.CreateList_Tail(j,d);
Lk_Reverse(A,no);
}
return 0;
}