C++数据结构-链表基本操作 实现+测试

对线性表、数组、链表关系的理解：线性表是一种抽象的数据关系表示，想要表现的是数据之间的逻辑关系。而数组、链表就是将这种抽象的关系具体化，属于物理结构。数组操作相对简单，这里将用C++实现线性表的链表描述。

用C++实现链表需要定义一个结构，一个类。结构用于确定数据的存储格式（链表中一个节点的结构），类里包含了一些链表的具体操作。

首先是链表节点的结构定义：

template 
struct chainNode
{
	T element;//链表节点的数据域
	chainNode* next;//链表节点的指针域
	chainNode(T val) :element(val), next(NULL) {}
};

这里用了模板，是为了方便存储各种数据类型。结构体中的构造函数是为了使节点一创建就可以被初始化。

然后是链表类的定义：

template
class linkList
{
public:
	linkList();//默认构造
	~linkList();//析构函数
	int length()const {
		return listSize;
	}//方便获取链表长度
	//其他一些常用的方法
	void outPut(const linkList& ls)//遍历输出链表
	{
		if (vtlHead->next == NULL) {
			return;       //链表为空链表,无任何数据元素可输出
		}
		chainNode* current = vtlHead->next;     //从头结点开始遍历
		while (current!= NULL) {
			cout << current->element << " ";
			current = current->next;
		}
		cout << endl;
	}
	void intiList(T i);//对链表初始化
	int get(const T& index);//获取链表中第 index 个节点的值。如果索引无效，则返回 - 1。
	bool addAtIndex(const T& index, const T& val);//在链表的index位置插入值为val的元素
	bool addAtTail(const T& val);//在链表尾部插入数据
	bool deleteAtIndex(const T& index);// 如果索引 index 有效，则删除链表中的第 index 个节点。
	bool addAtHead(const T& val);//在链表头部插入数据
private:
	chainNode* vtlHead;
	int listSize;
};

同样用了模板定义变量，这样代码更加灵活，成员函数分为类内实现和类外实现，关于链表的插入删除等操作都是在类外实现的。这里实现了链表的四个具体操作，后续还可以增加其他操作，例如倒置。

关于如何实现链表插入删除等操作的具体原理大家可以去看B站看视频，或者看书也行。本人看完这些原理后对整体框架理不太清，所以才尝试写这个程序，可以帮助理解。 初学，不对的地方或者不好的地方请各位指点，谢谢。

整体实现＋测试代码如下：

#include
using namespace std;

//创建链表的存储结构
template 
struct chainNode
{
	T element;//链表节点的数据域
	chainNode* next;//链表节点的指针域
	chainNode(T val) :element(val), next(NULL) {}
};

//链表类
template
class linkList
{
public:
	linkList();//默认构造
	~linkList();//析构函数
	int length()const {
		return listSize;
	}//方便获取链表长度
	//其他一些常用的方法
	void outPut(const linkList& ls)//遍历输出链表
	{
		if (vtlHead->next == NULL) {
			return;       //链表为空链表,无任何数据元素可输出
		}
		chainNode* current = vtlHead->next;     //从头结点开始遍历
		while (current!= NULL) {
			cout << current->element << " ";
			current = current->next;
		}
		cout << endl;
	}
	void intiList(T i);//对链表初始化
	int get(const T& index);//获取链表中第 index 个节点的值。如果索引无效，则返回 - 1。
	bool addAtIndex(const T& index, const T& val);//在链表的index位置插入值为val的元素
	bool addAtTail(const T& val);//在链表尾部插入数据
	bool deleteAtIndex(const T& index);// 如果索引 index 有效，则删除链表中的第 index 个节点。
	bool addAtHead(const T& val);//在链表头部插入数据
private:
	chainNode* vtlHead;
	int listSize;
};
template 
linkList::linkList()//无参构造
{
	vtlHead = new chainNode(0);
	//vtlHead->next = NULL;
	listSize = 0;
}
template 
void linkList::intiList(T i)//初始化
{
	for (int j = 0; j < i; j++)
	{
		chainNode* s = new chainNode(0);      //用new给链表的每一个节点开辟空间;
		
		s->element = j;

		s->next = vtlHead->next;
		vtlHead->next = s;
	}
	listSize = 10;
}
template 
linkList::~linkList()
{
	while (vtlHead->next != NULL)//循环删除当前链表的头结点
	{
		chainNode* temp = vtlHead->next->next;//删除头结点之前先保存头结点指向的节点
		delete vtlHead->next;
		vtlHead->next = temp;//将原头结点指向的节点作为新的头结点
	}
}
template 
int linkList::get(const T& index)
{
	if (index<0 || index>(listSize - 1))
	{
		return -1;
	}
	chainNode* tempHead = vtlHead->next;
	for (int i = 1; i < index; i++)
	{
		tempHead = tempHead->next;
	}
	return tempHead->element;
}
template 
bool linkList::addAtHead(const T& val)
{
	//chainNode* tempHead = vtlHead->next;
	chainNode* addHead = new chainNode(val);
	//addHead->element = val;
	addHead->next = this->vtlHead->next;
	this->vtlHead->next = addHead;
	listSize++;
	return true;
}
template 
bool linkList::addAtTail(const T& val)
{
	chainNode* tempHead = vtlHead->next;
	while (tempHead->next != NULL)
	{
		tempHead = tempHead->next;
	}

	chainNode* addHead = new chainNode(val);
	addHead->element = val;
	addHead->next = NULL;
	tempHead->next = addHead;
	listSize++;
	return true;
}
template 
bool linkList::addAtIndex(const T& index, const T& val)
{
	if (index > listSize)
	{
		return true;
	}
	else if (index < 0)
	{
		linkList::addAtHead(val);
		listSize++;
	}
	else if (index == listSize + 1)
	{
		linkList::addAtTail(val);
		listSize++;
	}
	else {
		chainNode* tempHead = vtlHead->next;
		for (int i = 0; i < index-1; i++)
		{
			tempHead = tempHead->next;
		}

		chainNode* addHead = new chainNode(val);
		addHead->element = val;
		addHead->next = tempHead->next;
		tempHead->next = addHead;
		listSize++;
		return true;
	}
}
template 
bool linkList::deleteAtIndex(const T& index)
{
	if (index<0 || index>(listSize - 1))
	{
		return false;
	}
	else {
		chainNode* tempHead = vtlHead->next;
		for (int i = 0; i < index-1; i++)
		{
			tempHead = tempHead->next;
		}
		chainNode* q = tempHead->next;
		tempHead->next = tempHead->next->next;
		delete q;
		listSize--;
		return true;
	}
}
int main()
{
	linkList myLinklist;
	myLinklist.intiList(10);
	cout << "初始化后链表内的数据：" << endl;
	myLinklist.outPut(myLinklist);
	cout << "初始化后链表的长度：" << myLinklist.length()<

测试结果：