C++实现单链表

阅读先知

链表是一种动态数据结构,他的特点是用一组任意的存储单元(可以是连续的,也可以是不连续的)存放数据元素。

链表中每一个元素成为“结点”,每一个结点都是由数据域和指针域组成的,每个结点中的指针域指向下一个结点。Head是“头指针”,表示链表的开始,用来指向第一个结点,而最后一个指针的指针域为NULL(空地址),表示链表的结束。

可以看出链表结构必须利用指针才能实现,即一个结点中必须包含一个指针变量,用来存放下一个结点的地址。

结点中只有一个next指针的链表称为单链表,这是最简单的链表结构。

具体实现

  1. 首先定义一个结构体,表示链表的节点

    typedef struct Node
    {
    ElemType data;
    struct Node *next;
    }LinkList;
  2. 建立单链表类

    class Mylist
    {
    private:
    LinkList* L;
    public:
    //初始化一个带头结点的单链表
    bool InitList()
    {
    L = new LinkList;
    if (L==NULL)
    {
    cout << "Not have enough memory!";
    return false;
    }
    L->next = NULL;
    return true;
    }
    bool CreateNode(int size)
    {
    int i = 0;
    ElemType e;
    LinkList* p =L;
    cout << ">>>>please input "<<size<<" nodes with space to split:";
    while(i<size)
    {
    LinkList* q = new LinkList;
    cin >> e;
    q->data = e;
    q->next = NULL;
    p->next = q;
    p = q;
    i++;
    }
    return true;
    }
    void DispList()
    {
    LinkList* p = L->next;
    while (p!=NULL)
    {
    cout << p->data<<' ';
    p = p->next;
    }
    cout << endl;
    }
    int ListLength()
    {
    int i = 0;
    LinkList* p = L->next;
    while (p!=NULL)
    {
    ++i;
    p = p->next;
    }
    return i;
    }
    bool ListEmpty()
    {
    return L->next == NULL;
    }
    bool GetElem(int site,ElemType &e)
    {
    int i =0;
    LinkList* p = L;
    while (i<site && p!=NULL)
    {
    i++;
    p = p->next;
    }
    if (p == NULL || site == 0)
    return false;
    else
    {
    e = p->data;
    return true;
    }
    }
    bool LocateElem(int &site,ElemType e)
    {
    int i = 1;
    LinkList* p = L->next;
    while (p!= NULL && p->data!=e)
    {
    i++;
    p = p->next;
    }
    if (p==NULL)
    return false;
    else
    site = i;
    return true;
    }
    //插入元素
    bool ListInsert(int site,ElemType e)
    {
    int i = 0;
    LinkList* p = L->next;
    while (i < site && p!=NULL)
    {
    i++;
    p = p->next;
    }
    if (p == NULL)
    return false;
    else
    {
    LinkList* q = new LinkList;
    q->data = e;
    q->next = NULL;
    p->next = q;
    return true;
    }
    }
    //删除元素
    bool ListDelete( int site, ElemType &e )
    {
    int i = 0;
    LinkList* p = L;
    while ( i<site-1 && p!=NULL )
    {
    i++;
    p = p->next;
    }
    if ( NULL == p )
    return false;
    else
    {
    LinkList* q = p->next;
    if ( NULL == q )
    return false;
    e = q->data;
    p->next = q->next;
    delete q;
    return true;
    }
    }
    // (带头一起)销毁链表
    void DestoryList()
    {
    LinkList *p, *q;
    p = L;
    while ( p!=NULL )
    {
    q = p->next;
    delete p;
    p = q;
    }
    }
    };

    主函数代码

    int main()
    {
    Mylist h;
    ElemType e;
    int temp=0;
    h.InitList();
    cout << ">>>>please input the length of linklist:";
    cin >> temp;
    h.CreateNode(temp);
    cout <<"show:";
    h.DispList();
    cout <<"the length of linklist is:"<<h.ListLength()<<endl;
    cout <<"is it empty?"<<h.ListEmpty()<<endl;
    cout << ">>>>which element do you want to find:";
    cin >> temp;
    h.GetElem(temp,e);
    cout <<"this element is "<<e<<endl;
    cout << ">>>>Which element index do you want to find:";
    cin >> temp;
    h.LocateElem(temp,temp);
    cout <<"this element index is "<<temp<<endl;
    return 0;
    }

    拓展应用

_题目描述:_判断链表是否带环,以及环的入口

  • 有一个单链表,其中可能有一个环,也就是某个节点的next指向的是链表中在它之前的任意一个节点,这样在链表尾部形成一个环。

主要思想:

  • 如果判断一个链表是否存在一个环?设定两个指针slow,fast,均从头指针开始,每次分别前进1步、2步。如果存在环,则两者相遇;如不存在环,fast遇到NULL退出。
  • 如果链表存在环,如何找到环的入口点?当fast与slow相遇时,slow肯定没有遍历完链表或者恰好遍历一遍。于是我们从链表头与相遇点分别设一个指针,每次各走一步,两个指针必定相遇,则相遇的第一个点为环入口点。

数学解析:

代码部分:

    bool findloopport(ElemType &e)
{
LinkList* fast = L;
LinkList* slow = L;
while (fast && fast->next)
{
slow = slow->next;
fast = fast->next->next;
if (slow == fast)
break;
}
if (fast == NULL || fast->next == NULL)
return false;
slow = L;
while (slow != fast)
{
slow = slow->next;
fast = fast->next;
}
e = slow->data;
return true;
}

温馨提示:代码可以根据个人习惯编写,本文还有待补缺的地方。。。。

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