数据结构上机练习——单链表的基本操作、头文件、类定义、main函数、多种链表算法的实现，含注释
文章目录
- 单链表的基本操作实现
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- 1.头文件
- 2.类定义和多种算法的实现
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- 2.1创建空表
- 2.2头插法创建n个元素的线性链表
- 2.3一个带头节点的链表存放一组整数，设计一个算法删除值等于x的所有节点。
- 2.4计算线性表中值为偶数的节点个数
- 2.5一个带头节点的单链表heada存放一组整数，设计分裂heada算法，偶数放在heada中，奇数放在headb中
- 3.main函数和源码实现
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- 3.1测试实现：
- 3.2LinkList.h
- 3.3test.cpp
单链表的基本操作实现
1.头文件
头文件和源文件分开有很多好处：可以提高编译速度、提高代码的可维护性、提高代码的可重用性和可扩展性，同时也可以使代码结构更清晰，方便代码的管理和维护。
LinkList.h
#pragma once
#includetest.cpp
#include
2.类定义和多种算法的实现
（下面所有函数都默认在类中实现）
我们以带头单向非循环链表为例:
带头单向非循环链表是一种链表数据结构，其中每个节点包含一个数据域和一个指向下一个节点的指针域。在这种链表中，有一个特殊的节点称为头节点，它指向链表的第一个节点。头节点不是链表的一部分，仅用于方便操作。
2.1创建空表
我们定义了一个名为LinkList的类，代表一个单链表。这个类有两个私有成员：一个指向LNode类型的指针_head，代表链表的头节点，以及一个整型变量_size，代表链表的大小。
//定义单链表类
class LinkList
{
public:
//默认构造函数
LinkList()
{
_head = new LNode(0);//创建头结点(哨兵位节点)
_size = 0;
}
private:
LNode* _head;
int _size;
};
2.2头插法创建n个元素的线性链表
先以头插单个元素为例：
我们可以先创建一个新的节点来存储该元素。然后，检查链表是否为空，如果为空，则新节点就是链表的第一个节点； 否则，新节点将插入到当前头节点的后面。插入完成后，_size（代表链表元素个数的变量）加1。
void push_front(const int& val)
{
//创建一个插入的新节点，将要插入的值val赋值给它
LNode* newnode = new LNode(val);
LNode* cur = _head->next;//保存原来第一个结点
//进行头插操作
_head->next = newnode;
_head->next->next = cur;//连接原来的第一个节点
_size++;
}
加上n循环即可实现头插法创建n个元素的线性链表
//头插法创建n个元素
void push_front_n()
{
cout << "请输入要插入的元素个数:";
int n;
cin >> n;
cout << endl;
cout << "输入要插入的元素:";
while (n)
{
int tmp;
cin >> tmp;
push_front(tmp);
n--;
}
}
2.3一个带头节点的链表存放一组整数，设计一个算法删除值等于x的所有节点。
无返回值版本
我们先检查链表是否为空，如果为空，则输出一条错误消息并返回。如果链表非空，它开始遍历链表，检查每个节点的下一个节点是否为要删除的节点。如果是，则删除该节点并释放其内存；如果不是，则移动到下一个节点。 在遍历过程中，保持对当前节点的引用，以防止删除连续的要删除的节点时出现问题。
//删除所有x的节点
void erase_all_x(int x)
{
LNode* cur = _head;
if (cur->next == nullptr)//判断是否为空链表
{
cout << "该链表为空不可删除\n";
return;
}
else
{
while (cur && cur->next)//删除的数据有可能连续，所以最好保持当前节点
{
if (cur->next->data == x)//如果下一个节点为要删除节点
{
LNode* tmp = cur->next;//用临时指针保存要删除的节点
cur->next = cur->next->next;//链表指向删除节点的下一个节点
delete tmp;//删除节点中的元素
tmp = nullptr;
}
else//如果下个节点不是删除节点，那直接指向下个节点
{
cur = cur->next;
}
}
}
}
有返回值版本
//删除所有x的节点，有删除节点返回true，无删除节点返回false
bool erase_all_x(int x)
{
LNode* cur = _head;
if (cur->next == nullptr)
{
cout << "该链表为空不可删除\n";
return false;
}
else
{
int count = 0;//设计一个计数器，统计是否有删除的节点
while (cur && cur->next)//删除的数据有可能连续，所以最好保持当前节点
{
if (cur->next->data == x)
{
count++;//有删除的节点，count++
LNode* tmp = cur->next;
cur->next = cur->next->next;//删除x节点
delete tmp;
tmp = nullptr;
}
else//如果下个节点不是删除节点，那直接指向下个节点
{
cur = cur->next;
}
}
if (count == 0)//count==0，则没有可以删除的节点
{
cout << "链表中没有可以删除的元素" << endl;
return false;
}
return true;
}
}
2.4计算线性表中值为偶数的节点个数
我们定义函数用于遍历链表并计算其中偶数节点的数量。首先，它检查链表是否为空，如果为空，则输出一条错误消息。如果链表非空，它开始遍历链表，检查每个节点的数据是否为偶数。如果是偶数，则计数器加1。 遍历完成后，输出链表中偶数节点的数量。
//打印链表中值为偶数的节点个数
void print_even_number()
{
LNode* cur = _head->next;
int count = 0;
if (cur == nullptr)
{
cout << "该链表为空，没有节点\n";
}
else//核心就在不断通过指针遍历寻找即可
{
while (cur)//遍历链表中的每一个节点
{
if (cur->data % 2 == 0)
{
count++;//如果cur为偶数，计数++;
}
cur = cur->next;
}
cout << "该链表中偶数节点的个数为:" << count << endl;
}
}
2.5一个带头节点的单链表heada存放一组整数，设计分裂heada算法，偶数放在heada中，奇数放在headb中
我们定义该函数用于将链表中的偶数节点和奇数节点分开，使得偶数节点在heada链表中，奇数节点在headb链表中。
函数使用两个指针cur1和cur2分别遍历heada和headb链表。在遍历过程中，如果当前节点的下一个节点是偶数节点，则保持原链表不变，移动cur1指针；
如果当前节点的下一个节点是奇数节点，则将其从原链表中删除，并添加到headb链表的末尾，同时移动cur1和cur2指针。 最后，函数返回修改后的heada和headb链表。
//分裂链表，偶数在heada中，奇数在headb中
void divide_LinkList(LNode* heada, LNode* headb)
{
LNode* cur1 = heada;
LNode* cur2 = headb;
while (cur1 && cur1->next)//退出循环的条件要cur1和cur1下个节点不为空
{
if (cur1->next->data % 2 == 0)//为偶数原链表不变
{
cur1 = cur1->next;//cur1直接向后移动
}
else//若链表为奇数，需要移动放入headb中
{
//交换链表节点操作
LNode* tmp = cur1->next;
cur1->next = cur1->next->next;
//调整cur2，使其获得cur1的节点，断开cur1节点的后面节点的连接
cur2->next = tmp;
cur2->next->next = nullptr;
//cur1和cur2各向后移动
cur2 = cur2->next;
}
}
}
3.main函数和源码实现
3.1测试实现：
test_LinkList1();
test_LinkList2();
test_LinkList3();
3.2LinkList.h
#pragma once
#include
3.3test.cpp
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include