算法复习--------------基本算法：链表的实现

令L = (e1 , e2 , ... en )为一个线性表，在一个链表的描述中，每个元素ei都放在不同的节点来描述，每个节点都包含一个链接域，用来指向下一个元素。

所以ei的指针指向e(i+1)，其中i<= i <= n，节点en没有下个节点，所以它的链接域为NULL。

具体图片描述如下：



每个链表都有自己的指针域和数据域，上图是一个单向链表的实现，具体的链表结构定义和链表定义如下：

#include<ostream>
using namespace std;

template<class T>
class ChainNode{
private:
T data;
ChainNode<T> *link;
};

template<class T>
class Chain{
public:
Chain(){first = nullptr}; //构造函数
~Chain(); //析构函数
bool IsEmpty(){ return first == nullptr; }//判断链表是否为空
int Length()const; //返回链表的长度
bool Find(int k, T& x)const; //查找链表中第k个元素的值
int Search(const T& x)const; //查找链表中值为x的在链表中的位置
Chain<T>& Delete(int k, T& x); //删除链表中k个 位置的值，并将这个值保存在x中
Chain<T>& Insert(int k, T& x);//在k位置中插入一个值为x的元素
void OutPut(ostream& out)const;//输出链表中的元素值
void Erase(); //删除所有元素
void Zero(){ first = nullptr;// 将头指针置零
}

Chain<T>& Append(const T& x);//向链表的末尾插入一个元素
private:
ChainNode<T> * first;
ChainNode<T> * last;
};

template<class T>
Chain<T>::~Chain(){

ChainNode<T>* next = nullptr;
while (first)
{
next = first->link;
delete first;
first = next;
}
}

template<class T>
int Chain<T>::Length()const{
ChainNode<T> *current = first;
int len = 0;
while (current)
{
len++;
current = current->link;
}
return len;
}

template<class T>
bool Chain<T>::Find(int k, T& x)const{
if (k < 1)return false;
ChainNode<T>* current = first;
int index = 1;
while (index < k && current){
current = current->link;
index++;
}
if (current) {
x = current->data;
return true;
}

return false;
}

template<class T>
int Chain<T>::Search(const T& x)const{
ChainNode<T> *current = first;
int index = 1;
while (current && current->data != x)
{
current = current->link;
index++;
}

if (current)return index;
return 0;

}

template<class T>
void Chain<T>::OutPut(ostream& out)const{

ChainNode<T> *current;
for (current = first; current; current = current->link){
out << current->data << " ";
}
}

template<class T>
ostream& operator<<(ostream& out, const Chain<T>& x){
x.OutPut(out);
return out;
}

template<class T>
Chain<T> &Chain<T>::Delete(int k, T& x){
//把第k个元素取至x，然后从链表中删除第k个元素
if (k < 1 || k first == nullptr) throw;

ChainNode<T> *p = first;

if (p == 1){
first = first->link;
}
else{
ChainNode<T> *q = first;
for (int index = 1; index < k - 1 && q != nullptr; index++){
q = q->link;
}
if (q != nullptr || q->link != nullptr){
throw;
}

p = q->link;
if (p == last) last = q;
q->link = p->link;
}
x = p->data;
delete p;

return *this;

}

template<class T>
Chain<T>& Chain<T>::Insert(int k, const T& x){

if (k < 0)throw;

ChainNode<T>* p = first;
for (int index = 1; index < k && p p != nullptr; index++){
p = p->link;
}
if (k > 0 && p != nullptr) throw;

ChainNode<T> *y = new ChainNode<T>;
y->data = x;

if (k){
y->link = p->link;
p->link = y;

}
else
{
y->link = first;
first = y;

}

if (y->link != nullptr) last = y;
return *this;
}

template<class T>
void Chain<T>::Erase(){

ChainNode<T> *next;
while (first)
{
next = first->link;
delete first;
first = next;
}
}

template<class T>
Chain<T>& Chain<T>::Append(const T& x){

ChainNode<T> * y = nullptr;
y = new ChainNode<T>;
y->data = x;
y->link = nullptr;

if (first){
last->link = y;
last = y;
}
else
first = last = y;

return *this;
}

对于大多数应用来说，单向链表或者循环链表已经够用了，然后双向链表在某些时候也是非常方便的。
双向链表元素即有一个指向下一个元素的指针，也有指向上个元素的指针。其中的每个节点都有两个指针 left，right。

具体实现与单向链表类似