数据结构复习(七)模板类封装实现不带头结点的单链表

一、代码

二、总结


一、代码


#include<iostream>
using namespace std;

template<class T>
struct ListNode
{
	T _data;
	ListNode* next;
	ListNode(const T& data = T())
	{
		_data = data;
		next = nullptr;
	}
	~ListNode()
	{
		next = nullptr;
	}
};

template<class T>
class List
{
	typedef ListNode<T> Node;    // 重命名
public:
	List()
	{
		_head = nullptr;
	}
	void PushFront(const T& data = T())    // 每次对头结点判空处理
	{
		Node* newnode = new Node(data);
		if (_head == nullptr)
			_head = newnode;
		else
		{
			Node* cur = _head;
			_head = newnode;
			_head->next = cur;
		}
	}
	void PopFront()
	{
		if (_head == nullptr)
			return;
		Node* del = _head;
		_head = _head->next;
		delete del;
	}
	void PushBack(const T& data = T())
	{
		Node* newnode = new Node(data);
		if (_head == nullptr)
		{
			_head = newnode;
			return;
		}
		Node* cur = _head;
		while (cur->next)
		{
			cur = cur->next;
		}
		cur->next = newnode;
	}
	void PopBack()
	{
		Node* pre = _head;
		if (pre == nullptr)
			return;
		else if (pre->next == nullptr)
		{
			_head = nullptr;
			delete pre;
		}
		else
		{
			Node* cur = _head->next;
			while (cur->next)
			{
				cur = cur->next;
				pre = pre->next;
			}
			pre->next = nullptr;
			delete cur;
		}
	}
private:
	Node* _head;
};

void Test()
{
	List<int> l;
	l.PushBack(0);
	l.PushBack(1);
	l.PushBack(2);
	l.PushBack(3);
	l.PushBack(4);
	l.PopBack(); 
	l.PopBack(); 
	l.PopBack();
	l.PopBack();
	l.PopBack();
	l.PopBack();
	l.PopBack();
}

void Test1()
{
	List<int> l;
	l.PushFront(0);
	l.PushFront(1);
	l.PushFront(2);
	l.PushFront(3);
	l.PushFront(4);
	l.PopFront();
	l.PopFront();
	l.PopFront();
	l.PopFront();
	l.PopFront();
	l.PopFront();
	l.PopFront();
}

二、总结

 带头结点的单链表和不带头结点的单链表
一、两者区别:

1、不带头结点的单链表对于第一个节点的操作与其他节点不一样,需要特殊处理,这增加了程序的复杂性和出现bug的机会,因此,通常在单链表的开始结点之前附设一个头结点。

2、带头结点的单链表,初始时一定返回的是指向头结点的地址,所以一定要用二维指针,否则将导致内存访问失败或异常。

3、带头结点与不带头结点初始化、插入、删除、输出操作都不样,在遍历输出链表数据时,带头结点的判断条件是while(head->next!=NULL),而不带头结点是while(head!=NULL),虽然头指针可以在初始时设定,但是如1所述,对于特殊情况如只有一个节点会出现问题。

二、为什么不带头结点初始化有2种方式,而带头结点只有1种方式呢?

因为不带头结点声明Node
*head
时;C编译器将其自动初始化为NULL,于是根本不需要调用InitList(head);也即不带头结点的初始化是个伪操作。而带头结点的初始化在堆开辟了一段内存,需要修改head指针变量指向的地址(即head的值),所以要修改head的值,必须传保存head变量的地址(即二维指针)。而直接调用CreatList(head);相当于传head变量的值,函数修改的是head的副本,无法真正改变head的值。 注:这里可以将head指针看成一个变量(不管它保存的是地址),就比较好理解了。

三、其实本质上还是传值,传址的问题,只不过指针本身保存的地址,让这个过程变得有点纠结。在函数调用需要修改指针变量的指向(value)时,应该传递指针变量的地址(address)。

另外,对于函数的形参是指针时,只要该参数不在左边(即都是右值操作),二维指针(形参)就可以简化为一维指针。如上面带头结点的尾插简化版本。


#include<iostream>
using namespace std;

template<class T>
struct ListNode
{
    T _data;
    ListNode* next;
    ListNode(const T& data = T())
    {
        _data = data;
        next = nullptr;
    }
    ~ListNode()
    {
        next = nullptr;
    }
};

template<class T>
class List
{
    typedef ListNode<T> Node;
public:
    List()
    {
        _head = nullptr;
    }
    void PushFront(const T& data = T())
    {
        Node* newnode = new Node(data);
        if (_head == nullptr)
            _head = newnode;
        else
        {
            Node* cur = _head;
            _head = newnode;
            _head->next = cur;
        }
    }
    void PopFront()
    {
        if (_head == nullptr)
            return;
        Node* del = _head;
        _head = _head->next;
        delete del;
    }
    void PushBack(const T& data = T())
    {
        Node* newnode = new Node(data);
        if (_head == nullptr)
        {
            _head = newnode;
            return;
        }
        Node* cur = _head;
        while (cur->next)
        {
            cur = cur->next;
        }
        cur->next = newnode;
    }
    void PopBack()
    {
        Node* pre = _head;
        if (pre == nullptr)
            return;
        else if (pre->next == nullptr)
        {
            _head = nullptr;
            delete pre;
        }
        else
        {
            Node* cur = _head->next;
            while (cur->next)
            {
                cur = cur->next;
                pre = pre->next;
            }
            pre->next = nullptr;
            delete cur;
        }
    }
private:
    Node* _head;
};

void Test()
{
    List<int> l;
    l.PushBack(0);
    l.PushBack(1);
    l.PushBack(2);
    l.PushBack(3);
    l.PushBack(4);
    l.PopBack();
    l.PopBack();
    l.PopBack();
    l.PopBack();
    l.PopBack();
    l.PopBack();
    l.PopBack();
}

void Test1()
{
    List<int> l;
    l.PushFront(0);
    l.PushFront(1);
    l.PushFront(2);
    l.PushFront(3);
    l.PushFront(4);
    l.PopFront();
    l.PopFront();
    l.PopFront();
    l.PopFront();
    l.PopFront();
    l.PopFront();
    l.PopFront();
}

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