用C#学习数据结构之链表

单链表的定义

　　链表是用一组任意的存储单元来存储线性表中的数据元素（这组存储单元可以是连续的，也可以是不连续的）。那么，怎么表示两个数据元素逻辑上的相邻关系呢？即如何表示数据元素之间的线性关系呢？为此，在存储数据元素时，除了存储数据元素本身的信息外，还要存储与它相邻的数据元素的存储地址信息。这两部分信息组成该数据元素的存储映像(Image)，称为结点(Node)。把存储据元素本身信息的域叫结点的数据域(Data Domain)，把存储与它相邻的数据元素的存储地址信息的域叫结点的引用域(Reference Domain)。因此，线性表通过每个结点的引用域形成了一根“链条”，这就是“链表”名称的由来。
如果结点的引用域只存储该结点直接后继结点的存储地址，则该链表叫单链表(Singly Linked List)。把该引用域叫next。单链表结点的结构如图所示，图中data表示结点的数据域。


单链表的结点结构

单链表结点类的实现

public class Node<T>
{
private T data; //数据域
private Node<T> next; //引用域
//构造器
public Node(T val, Node<T> p)
{
data = val;
next = p;
}
//构造器
public Node(Node<T> p)
{
next = p;
}
//构造器
public Node(T val)
{
data = val;
next = null;
}
//构造器
public Node()
{
data = default(T);
next = null;
}

//数据域属性
public T Data
{
get
{
return data;
}
set
{
data = value;
}
}
//引用域属性
public Node<T> Next
{
get
{
return next;
}
set
{
next = value;
}
}
}

链式存储结构

通常，我们把链表画成用箭头相连接的结点的序列，结点间的箭头表示引用域中存储的地址



单链表类LinkList<T>的实现说明如下所示

　　

public class LinkList<T> : IListDS<T>
{
private Node<T> head; //单链表的头引用
//头引用属性
public Node<T> Head
{
get
{
return head;
}
set
{
head = value;
}
}
//构造器
public LinkList()
{
head = null;
}
//求单链表的长度
public int GetLength()
{
Node<T> p = head;
int len = 0;
while (p != null)
{
++len;
p = p.Next;
}
return len;
}

//清空单链表
public void Clear()
{
head = null;
}
//判断单链表是否为空
public bool IsEmpty()
{
if (head == null)
{
return true;
}
else
{
return false;
}
}
//在单链表的末尾添加新元素
public void Append(T item)
{
Node<T> q = new Node<T>(item);
Node<T> p = new Node<T>();
if (head == null)
{
head = q;
return;
}
p = head;
while (p.Next != null)
{
p = p.Next;
}
p.Next = q;
}
//在单链表的第i个结点的位置前插入一个值为item的结点
public void Insert(T item, int i)
{
if (IsEmpty() || i < 1)
{
Console.WriteLine("List is empty or Position is error!");
return;
}
if (i == 1)
{
Node<T> q = new Node<T>(item);
q.Next = head;
head = q;
return;
}
Node<T> p = head;
Node<T> r = new Node<T>();
int j = 1;
while (p.Next != null && j < i)
{
r = p;
p = p.Next;
++j;
}
if (j == i)
{
Node<T> q = new Node<T>(item);
q.Next = p;
r.Next = q;
}
}
//在单链表的第i个结点的位置后插入一个值为item的结点
public void InsertPost(T item, int i)
{
if (IsEmpty() || i < 1)
{
Console.WriteLine("List is empty or Position is error!");
return;
}
if (i == 1)
{
Node<T> q = new Node<T>(item);
q.Next = head.Next;
head.Next = q;
return;
}
Node<T> p = head;
int j = 1;
while (p != null && j < i)
{
p = p.Next;
++j;
}
if (j == i)
{
Node<T> q = new Node<T>(item);
q.Next = p.Next;
p.Next = q;
}
}
//删除单链表的第i个结点
public T Delete(int i)
{
if (IsEmpty() || i < 0)
{
Console.WriteLine("Link is empty or Position is error!");
return default(T);
}
Node<T> q = new Node<T>();
if (i == 1)
{
q = head;
head = head.Next;
return q.Data;
}
Node<T> p = head;
int j = 1;
while (p.Next != null && j < i)
{
++j;
q = p;
p = p.Next;
}
if (j == i)
{
q.Next = p.Next;
return p.Data;
}
else
{
Console.WriteLine("The ith node is not exist!");
return default(T);
}
}
//获得单链表的第i个数据元素
public T GetElem(int i)
{
if (IsEmpty())
{
Console.WriteLine("List is empty!");
return default(T);
}
Node<T> p = new Node<T>();
p = head;
int j = 1;
while (p.Next != null && j < i)
{
++j;
p = p.Next;
}
if (j == i)
{
return p.Data;
}
else
{
Console.WriteLine("The ith node is not exist!");
return default(T);
}
}

//在单链表中查找值为value的结点
public int Locate(T value)
{
if (IsEmpty())
{
Console.WriteLine("List is Empty!");
return -1;
}
Node<T> p = new Node<T>();
p = head;
int i = 1;
while (!p.Data.Equals(value) && p.Next != null)
{
p = p.Next;
++i;
}
return i;
}
}