C++数据结构之单链表

线性表包含 数据域和指针域 其中，data存储数据本身的值，next存储后继元素的地址

这里的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。

下面的图表示的是一个数据节点



单链表的结构示意图（包括空的单链表）：



单链表的节点类:

　template<classT>
classNode
{
public:
T data;//数据
Node<T> *next;//next指针
Node()
{
this->next=NULL;//构造空的节点
}
Node(T data,Node<T> *next=NULL)//构造一个节点
{
this->data=data;
this->next=next;
}
};

单链表类声明如下：

#include<iostream>
#include "Node.h"//单链表节点类
template<classT>
classSinglyLinkedList //单链表类
{
public:
Node<T> *head;//单链表的头指针。
SinglyLinkedList();//构造空的单链表。
SinglyLinkedList(T value[], intn);//构造由指定的数组提供的单链表
~SinglyLinkedList();//析构
boolisEmpty();//判断是否为空。
intlength();//获取长度
Node<T>* getNode(inti);//返回第i(i>=0)个节点指针
T get(inti);//返回第i个元素
boolset(inti,T x);//设置第i个元素为x
template<classT> friend std::ostream& operator<<(std::ostream& out,SinglyLinkedList<T> &list);
Node<T>* insert(inti,T x);//插入第I个节点并返回第i个节点的指针
boolremove(inti,T& old);//删除第i个元素，将删除的元素存放到old
voidclear();//清空单链表
voidconcat(SinglyLinkedList<T> &list);//将List链接在当前单链表之后
};

单链表部分如构造空的链表对象，析构，判断为空的实现，没有要讲的算法，实现如下：

template<classT>
SinglyLinkedList<T>::SinglyLinkedList()//构造空的单链表
{
this->head=NULL;
　}
template<classT>
SinglyLinkedList<T>::~SinglyLinkedList()//析构
{
clear();
}
template<classT>
boolSinglyLinkedList<T>::isEmpty()//判断链表是否为空
{
returnthis->head==NULL;
}

单链表的遍历操作，遍历单链表是指从第一个节点开始访问，沿着节点的Next可依次访问单链表中的各个节点，并且各个节点只被访问一次。实现的单链表遍历的基本算法如下：

intj=0;
Node<T> *p=head;
while(p!=NULL&&j<i)
{
j++;
p=p->next;
}

单链表的length(),get(),set(),clear()和输出等操作都基于以上算法。

template<classT>
intSinglyLinkedList<T>::length()
{
　inti=0;
Node<T> *p=head;//创建一个用于遍的变量
while(p!=NULL)
{
i++;
std::cout<<p->data;
p=p->next;
}
　returni;
}
template<classT>
Node<T>* SinglyLinkedList<T>::getNode(inti)
{
if(i<0)
returnNULL;
intj=0;
Node<T> *p=head;
while(p!=NULL&&j<i)
{
j++;
p=p->next;
}returnp;
}
template<classT>
T SinglyLinkedList<T>::get(inti)
{
Node<T> *p=getNode(i);
if(p!=NULL)
returnp->data;
T d;
returnd;
//throw "单链表为空或者参数指定的元素不存在";
}
template<classT>
boolSinglyLinkedList<T>::set(inti,T x)
{
Node<T> *p=getNode(i);
if(p!=NULL)
{
p->data=x;
returntrue;
}
returnfalse;
}
template<classT>
std::ostream& operator<<(std::ostream& out,SinglyLinkedList<T> &list)
{
Node<T> *p=list.head;
out<<"(";
while(p!=NULL)
{
out<<p->data;
p=p->next;
if(p!=NULL)
out<<",";
}
out<<") ";
returnout;
}
template<classT>
voidSinglyLinkedList<T>::clear()
{
Node<T> *p=head;
while(p!=NULL)
{
Node<T> *q=p;
p=p->next;
delete q;
}
head=NULL;
　}

单链表的插入操作，单链表不像顺序表，对与表的插入和删除很简单：

空表插入/头插入

Node<T> *q=NULL;
if(head==NULL||i<0)//头插入(单链表为空或者)
{
q=newNode<T>(x,head);
head=q;
}
中间插入/尾插入
p->next=newNode<T>(x,p->next);
单链表insert()以及参数构造函数：
　template<classT>
Node<T>* SinglyLinkedList<T>::insert(inti,T x)
{
Node<T> *q=NULL;
if(head==NULL||i<0)//头插入(单链表为空或者)
{
q=newNode<T>(x,head);
head=q;
}
else
{
intj=0;
Node<T> *p=head;
while(p->next!=NULL&&j<i-1)
{
j++;
p=p->next;
}
q=newNode<T>(x,p->next);
　p->next=q;
}
returnq;
}
　template<classT>
SinglyLinkedList<T>::SinglyLinkedList(T table[],intn)
{
head=NULL;
if(n>0)
{
head=newNode<T>(table[0]);//创建节点
　Node<T> *rear=head;//创建一个指向头节点的指针
inti=1;
　while(i<n)
{
rear->next=newNode<T>(table[i++]);
rear=rear->next;
}
}
}

　单链表的删除操作也分两类：

头删除

Node<T> *q=head;
head=head->next;
delete q;

中间/尾删除

Node<T> *q=p->next;
if(q!=NULL)//判断删除节点
{
p->next=q->next;//让删除节点的前驱Next指针下一节点
delete q;//删除该节点
}

单链表的删除函数remove（）实现：

template<classT>
boolSinglyLinkedList<T>::remove(inti,T &old)
{
if(i<0||head==NULL)
{
Node<T> *q=head;
old=q->data;
head=head->next;
delete q;
　}
else
{
Node<T> *p=getNode(i-1);//获取删除节点的前驱
　if(p!=NULL&&p->next!=NULL)//判断删除节点和删除节点是否为空
{
Node<T> *q=p->next;//新建一个节点指针，将删除接点复制过去
old=q->data;
p->next=q->next;//让删除节点的前驱Next指针下一节点
delete q;//删除该节点
　returntrue;
}
　}
returnfalse;
}
单链表的链接函数：concat()
template<classT>
voidSinglyLinkedList<T>::concat(SinglyLinkedList<T> &list)
{
if(this->head==NULL)
{
this->head=list->head;
}
else
{
Node<T> *p=head;
while(p->next!=NULL)
{
p=p->next;
}
p=list->head;
}
list->head=NULL;//设置单链表为空，否则运行出错
}

以上对C++单链表的分析 添加一个学生结构和一个测试函数：

Student.h
structStudent
{
charnumber[10]; //学号
charname[20]; //姓名
doublescore; //得分
friend std::ostream& operator<<(std::ostream& out,Student &stu)
{
out<<"学号："<<stu.number<<"姓名："<<stu.name<<"得分："<<stu.score;
returnout;
}
};
主函数：
#include<iostream>
#include "SinglyLinkedList.h"
#include "Student.h"
void_TestToSinglyLinkedList()
{
Student data[]={{"090313018","Silvester",45.4},{"090313018","捐赠",45.4},{"090313018","版主",45.6}};
SinglyLinkedList<Student> m(data,3);
Student t;
std::cout<<(m.isEmpty()?"不为空！":"该链表为空！")<<std::endl;
std::cout<<"长度："<<m.length()<<std::endl;
std::cout<<"移除2个学生"<<m.remove(1,t)<<std::endl;
std::cout<<"t:"<<t<<std::endl;
std::cout<<"2个学生信息"<<m.getNode(1)<<std::endl;
Student s={"415646","fdsfs",453.1};
std::cout<<m.get(1)<<m.set(1,s)<<m.insert(5,s)<<std::endl;
}
voidmain()
　{
_TestToSinglyLinkedList();
system("pause");
}

提供源代码下载地址：http://39327.42la.com.cn/DataFile/Code/C++/SinglyLinkedList.zip

原文地址：http://www.cnblogs.com/Arrays/archive/2012/02/01/2335164.html