算法之美：C++实现单向链表ADT

头文件list.h

#pragma once
#include 
using namespace std;
//ListNode类
template <class T>
class ListNode {
public:
	ListNode() :link(NULL) {}        //默认构造函数
	ListNode(T value) :link(NULL), data(value) {}   //带参构造函数
	~ListNode() {};
	void SetLink(ListNode<T>* next);   //将参数next的值赋给节点中的数据成员link
	void SetData(T value);
	ListNode<T>* GetLink();    //返回节点的数据成员link
	T& Getdata();
private:
	T data;
	ListNode<T>* link;
};
template <class T>
void ListNode<T>::SetLink(ListNode<T>* next) {
	link = next;
}
template <class T>
void ListNode<T>::SetData(T value) {
	data = value;
}
template <class T>
ListNode<T>* ListNode<T>::GetLink() {
	return link;
}
template <class T>
T& ListNode<T>::Getdata() {
	return data;
}
//List类
template <class T>
class List {
public:
	List();
	~List();
	//向单链表的表尾添加节点
	bool AddTail(T value);
	//删除表尾节点
	bool RemoveTail();
	//用来在索引index指定的位置添加一个数据成员是value的节点
	bool InsertAt(int index, T value);
	//用来删除指定索引index指定位置的节点
	bool RemoveAt(int index);
	//根据索引index返回单链表中相应节点所保存的data值
	T& GetAt(int index);
	//判断单链表是否为空
	bool IsEmpty();
	//获得当前链表中节点的个数
	int GetCount();
	//删除链表中的所有节点
	void RemoveAll();
	//顺序输出链表中所有节点的值
	void printAll();
	//返回链表表头指针
	ListNode<T>* GetHead();
	//返回链表表尾指针
	ListNode<T>* GetTail();
	//返回链表中指向index索引位置的指针
	ListNode<T>* GetNodeAt(int index);
	//用来返回cur
	ListNode<T>* GetCur();
	//使cur向后移动一个节点，并返回移动后的cur
	ListNode<T>* TowardCur();
private:
	ListNode<T>* head;
	ListNode<T>* tail;
};
//向单链表的表尾添加节点
template <class T>
bool List<T>::AddTail(T value) {
	ListNode<T>* address = new ListNode<T>(value);
	//把新建节点链入表尾，成为新表尾
	tail->SetLink(address);
	//移动表尾指针置新表尾处
	tail = tail->GetLink();
	tail->SetLink(NULL);
	if (tail != NULL) {
		return true;
	}
	else {
		return false;
	}
}
//在索引值指向的节点前插入一个新节点的成员函数实现
template <class T>
bool List<T>::InsertAt(int index, T value) {
	//判断索引值是否正确
	if (index > this->GetCount() - 1 || index < 0) {
		cout << "A wrong position!" << endl;
		return false;
	}
	//从头节点处开始寻找
	ListNode<T>* current = head;
	while (index) {
		//如果没有找到，则顺序移动cur
		current = current->GetLink();
		--index;
	}
	ListNode<T>* address = new ListNode<T>(value);
	//将新建节点链入链表
	address->SetLink(current->GetLink());
	current->SetLink(address);
	if (current->GetLink() != NULL) {
		return true;
	}
	else {
		return false;
	}
}
//删除表尾节点
template <class T>
bool List<T>::RemoveTail() {
	//利用RemoveAt(int index)实现
	return RemoveAt(this->GetCount() - 1);
}
//按索引值删除节点
template <class T>
bool List<T>::RemoveAt(int index) {
	if (index > this->GetCount() - 1 || index < 0) {
		cout << "A wrong position!" << endl;
		return false;
	}
	//用两个节点指针协作完成删除，其中，cur指向要删除节点的前一个节点
	//preCur指向要删除的节点
	ListNode<T>* cur, * preCur;
	cur = head;
	//置preCur到cur后
	preCur = cur->GetLink();
	while (index) {
		cur = cur->GetLink();
		preCur = preCur->GetLink();
		--index;
	}
	//如果要删除的节点位于链表表尾，则把cur置为新的表尾
	if (tail == preCur) {
		tail = cur;
	}
	//将被删除节点从链表中摘下
	cur->SetLink(preCur->GetLink());
	delete preCur;
	if (preCur != NULL) {
		return true;
	}
	else {
		return false;
	}
}
//创建表头节点，并初始化head与tail
template <class T>
List<T>::List() {
	head = new ListNode<T>();
	tail = head;
	tail->SetLink(NULL);
}
template <class T>
List<T>::~List() {
	RemoveAll();
	delete head;
}
//返回索引值节点中的value
template <class T>
T& List<T>::GetAt(int index) {
	if (index > this->GetCount() - 1 || index < 0) {
		cout << "A wrong position!" << endl;
	}
	ListNode<T>* cur;
	cur = head->GetLink();
	while (index) {
		cur = cur->GetLink();
		--index;
	}
	return cur->Getdata();
}
//判空函数
template <class T>
bool List<T>::IsEmpty() {
	return head->GetLink() == NULL;
}
//获得当前链表中节点的个数
template <class T>
int List<T>::GetCount() {
	int count = 0;
	ListNode<T>* current = head->GetLink();
	while (current != NULL) {
		++count;
		current = current->GetLink();
	}
	return count;
}
//删除链表中的所有节点
template <class T>
void List<T>::RemoveAll() {
	ListNode<T>* cur;
	while (head->GetLink() != NULL) {
		cur = head->GetLink();
		head->SetLink(cur->GetLink());
		delete cur;
	}
	tail = head;  //置表尾为表头处
}
//返回索引值为Index的节点的指针
template <class T>
ListNode<T>* List<T>::GetNodeAt(int index) {
	if (index > this->GetCount() - 1 || index < 0) {
		cout << "A wrong position!" << endl;
	}
	//handle即为所求指针，它指向的索引值是index的节点
	ListNode<T>* handle = head->GetLink();
	while (index) {
		handle = handle->GetLink();
		--index;
	}
	return handle;
}
//顺序输出链表中所有节点的值
template <class T>
void List<T>::printAll() {
	int count;
	int index = 0;
	ListNode<T>* ptr;
	count = this->GetCount();
	while (count) {
		ptr = GetNodeAt(index);
		printf("%d ", ptr->Getdata());
		--count;
		++index;
	}
	return;
}

main函数测试程序

//有序链表的合并算法
//每次取出listSecond中的第一个节点，将这个节点插入到listFirst中相应的位置
#include "list.h"
int main() {
	//创建两个链表
	List<int> listFirst;
	List<int> listSecond;
	//初始化链表listFirst
	listFirst.AddTail(1);
	listFirst.AddTail(6);
	listFirst.AddTail(8);
	listFirst.AddTail(9);
	listFirst.AddTail(13);
	//初始化链表listSecond
	listSecond.AddTail(0);
	listSecond.AddTail(3);
	listSecond.AddTail(4);
	listSecond.AddTail(6);
	listSecond.AddTail(11);
	listSecond.AddTail(17);
	//当listSecond非空时持续循环
	while (listSecond.GetCount() != 0) {
		int indexFirst = 0;
		//每次把listSecond中的第一个数插入到listFirst中
		//用while循环语句寻找插入位置
		while (listSecond.GetAt(0) > listFirst.GetAt(indexFirst)) {
			++indexFirst;
			//如果listFirst已到链表尾，结束本次循环
			if (indexFirst == listFirst.GetCount()) {
				break;
			}
		}
		if (indexFirst == listFirst.GetCount()) {  //插入位置在listFirst链表尾
			listFirst.AddTail(listSecond.GetAt(0));
			listSecond.RemoveAt(0);
		}
		else {   //插入位置在listFirst链表中
			listFirst.InsertAt(indexFirst, listSecond.GetAt(0));
			listSecond.RemoveAt(0);
		}
	}
	listFirst.printAll();
	return 0;
}