数据结构整理（一） —— 链表的各种操作

马上要面临大规模的面试了，用了太久标准库，已经对数据结构的内部实现快忘了，趁着还有几天时间，自己又回忆了一下，用C++实现出来。所以接下来我在博客中会写一个“数据结构整理”系列，在面试之前，能回忆多少算多少吧，希望面试官能感受到我曾经是一个对数据结构很熟悉的人。。。

下面进入正题。

链表和数组都是线性表，数组就不多说了，说一下链表的实现。链表的名字很形象，就是一个一个的结点链在一起，必须找到一个结点的父节点，才能找到该结点，链表一般都有一个头结点，而且头结点一般不保存用户的数据，只是为了方便对链表的寻址。另外，可以在头结点中保存一些额外的信息，例如链表的长度，不过为了可读性，我个人不建议这样做。

下面是链表中一个结点的一般结构：

template <typename T>
class Node {
public:
T data;
Node *next;
Node(T d) {
data = d;
next = nullptr;
}
Node() {
next = nullptr;
}
};

data字段保存结点中需要存储的信息，next指针保存下一个结点的地址。

一般在链表中都有一个头指针和一个尾指针，头指针始终指向头结点，作用是方便对链表寻址。尾指针指向链表最后一个结点，作用是减少插入数据时消耗的时间。对链表的操作一般有获取长度，插入结点，删除结点，排序，逆置等，所以链表的一般结构如下：

template <typename T>
class LinkList {
private:
Node<T>* head;
Node<T>* rear;
int lenth;
public:
LinkList();
~LinkList();
inline int size();
void insert(T data);
void remove(T data);
void sort();
void reverse();
void getArray(T*& arr);
};

一个链表初始只有一个头结点，头指针和尾指针都指向头结点，链表长度为0。另外由于每个结点都是动态申请的堆内存，在析构函数中应及时释放，所以下面是构造函数和析构函数的实现：

void test_linklist() {
int number[] = {4, 2, 6, 7, 1, 4, 7};
LinkList<int>* list = new LinkList<int>();
for(int i = 0; i < 7; i++) {
list->insert(number[i]);
}

int* arr = nullptr;
list->getArray(arr);
cout << "init:" << endl;
for(int i = 0; i < list->size(); i++) {
cout << arr[i] << endl;
}
delete arr;

list->sort();
list->getArray(arr);
cout << "after sort:" << endl;
for(int i = 0; i < list->size(); i++) {
cout << arr[i] << endl;
}
delete arr;

list->reverse();
list->getArray(arr);
cout << "after reverse:" << endl;
for(int i = 0; i < list->size(); i++) {
cout << arr[i] << endl;
}
delete arr;

list->remove(4);
list->getArray(arr);
cout << "after remove 4:" << endl;
for(int i = 0; i < list->size(); i++) {
cout << arr[i] << endl;
}
delete arr;

delete list;
}

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