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

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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

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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 = ;
             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 < )
             {
                 Console.WriteLine("List is empty or Position is error!");
                 return;
             }
             if (i == )
             {
                 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 = ;
             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 < )
             {
                 Console.WriteLine("List is empty or Position is error!");
                 return;
             }
             if (i == )
             {
                 Node<T> q = new Node<T>(item);
                 q.Next = head.Next;
                 head.Next = q;
                 return;
             }
             Node<T> p = head;
             int j = ;
             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 < )
             {
                 Console.WriteLine("Link is empty or Position is error!");
                 return default(T);
             }
             Node<T> q = new Node<T>();
             if (i == )
             {
                 q = head;
                 head = head.Next;
                 return q.Data;
             }
             Node<T> p = head;
             int j = ;
             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 = ;
             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 -;
             }
             Node<T> p = new Node<T>();
             p = head;
             int i = ;
             while (!p.Data.Equals(value) && p.Next != null)
             {
                 p = p.Next;
                 ++i;
             }
             return i;
         }
     }