卡码网 13链表的基本操作

链表的基础操作I

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题目描述

构建一个单向链表,链表中包含一组整数数据。输出链表中的所有元素。

要求:
1. 使用自定义的链表数据结构
2. 提供一个 linkedList 类来管理链表,包含构建链表和输出链表元素的方法
3. 在 main 函数中,创建一个包含一组整数数据的链表,然后调用链表的输出方法将所有元素打印出来

输入描述

包含多组测试数据,输入直到文件尾结束。 

每组的第一行包含一个整数 n,表示需要构建的链表的长度。 

接下来一行包含 n 个整数,表示链表中的元素。

输出描述

每组测试数据输出占一行。
按照顺序打印出链表中的元素,用空格隔开,最后一个元素后没有空格。

输入示例
5
1 2 3 4 5
6
3 4 5 6 7 8
输出示例
1 2 3 4 5
3 4 5 6 7 8
提示信息

数据范围:

1 <= n <= 1000;

定义链表节点

那在C++中如何定义链表结构呢,传统的定义变量的方式只能使用一种数据类型,无法处理链表这种既包含数据域名、又包含指针域的复合结构,这就需要使用到struct结构体,结构体是一种用户自定义的数据类型,比如想要定义一个Person的结构体

// Person结构体
struct Person {
  // 使用 数据类型 成员变量的形式来定义
  int age; // int类型的年龄
  std::string name; // string类型的名字
}

结构体可以组合多个不同类型的成员变量,成员变量可以是各种数据类型,包括整数、浮点数、字符串、其他结构体等,所以你可以根据需要定义自己的结构体来组织数据。

// 链表节点结构体
struct ListNode {
    int val;  // 存储节点的数据
    ListNode *next; // 下一个节点也是链表节点,所以也是ListNode类型,*表示指针(地址),next是名称
}

但结构体只是个“模具”,创建的Person结构体虽然具有age、name,但它只是一个Person的概念,无法表示具体的人,只有将其“初始化”,比如"张三,18", "李四、20",才能真正的使用。

初始化结构体的方式有很多,这里我们使用构造函数的方式来进行,构造函数的名称与结构体的名称相同,和其他函数不一样的是,构造函数没有返回类型,除此之外类似于其他的函数,构造函数也有一个(可能为空)的参数列表和一个函数体(可能为空)。链表结构体的构造函数代码如下:

 ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}

这里的ListNode(int x)表示定义一个接收整数参数 x的名称为ListNode的构造函数(名称和结构体相同)

:表示初始化列表的开始,val(x)表示链表数据域的值被初始化为传递的参数 x ,next(nullptr)则表示

next指针被初始化为nullptr,表示没有下一个节点。

下面的完整代码定义了一个名为ListNode的结构体,用于表示链表中的一个节点,包含存储节点数据的数据域和存储下一个节点地址的指针域。

// 链表节点结构体
struct ListNode {
    int val;  // 存储节点的数据
    ListNode *next; // 指向下一个节点的指针	
  // 构造函数,用于初始化节点, x接收数据作为数据域,next(nullptr)表示next指针为空
    ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
};

链表的插入

上面我们完成了定义链表节点的操作,那应该完成怎样的操作将链表节点插入到链表的尾端,从而形成一个完整的链表呢?至少应该包括以下操作:

  • 创建一个新的链表节点,初始化它的值为val

  • 将新的节点放入到链表的尾部,接入链表,也就是当前链表的尾部的next指向新节点

  • 新接入的链表节点变为链表的尾部

假设我们用cur来表示当前链表的尾节点

卡码网 13链表的基本操作_第1张图片

上面的操作用代码来表示如下:

ListNode *newNode = new ListNode(val); // 通过new构造一个新的节点,节点的值为val
cur -> next = newNode; // cur节点的next节点是新节点,从而将新节点接入链表
cur = cur -> next;      // 新插入的节点变更为新的尾节点,即cur发生了变更

这里有两个新的语法:new运算符和箭头语法->

new是一个运算符,它的作用就是在堆内存中动态分配内存空间,并返回分配内存的地址,使用方式一般为指针变量 = new 数据类型, 比如下面的代码

int *arr = new int[5]; // 分配一个包含5个整数的数组的内存空间,并返回一个地址,指针arr指向这个地址

箭头语法(->):用于通过指针访问指针所指向的对象的成员,cur 是一个指向 ListNode 结构体对象的指针,而 next 是 ListNode 结构体内部的一个成员变量(指向下一个节点的指针)。使用 cur->next 表示访问 cur 所指向的节点的 next 成员变量。

代码编写

按照题目要求,先把基础的代码结构给写出来

#include 
using namespace std;
// 定义一个链表节点
struct ListNode {
    int val;
    ListNode *next;
    ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
};
int main() { 
    
}

一般都会为链表创建一个虚拟头节点

ListNode *dummyHead = new ListNode(0); // 定义了虚拟头结点,dummyNode指向它的地址

之后我们需要根据输入的值构建链表,每组的第一行包含一个整数 n,表示需要构建的链表的长度。

while(cin >> n) {
  
}

可以定义一个指向当前节点的指针 cur,刚开始指向虚拟头结点。

ListNode *cur = dummyHead; // 指针cur指向虚拟头节点

构建一个链表需要以下几步

  • 接收输入的值,并根据读取的值val创建一个新的链表节点,初始化它的值也为val

  • 将新的节点放入到链表的尾部,接入链表,也就是当前链表的尾部的next指向新节点

  • 新接入的链表节点变为链表的尾部

for (int i = 0; i < n; i++) { // 或者使用while(n--)
    cin >> val; // 输入链表节点的val值
    ListNode *newNode = new ListNode(val); // 根据val值构造一个新的节点
    cur -> next = newNode; // 当前指针的下一个节点为新节点,从而将新节点接入链表
    cur = cur -> next;      // cur 指向下一个节点(也就是新创建的节点)
}

当输入结束时,链表也就构建完成了,想要输出链表的节点需要从头开始重新遍历, 所以需要将cur重新指向链表的虚拟头节点,循环输出链表可以使用while循环,但是什么时候才可以退出循环呢?

那就是当cur指向最后一个节点的时候,此时cur->next是空指针,也就是说只要cur->next != null就可以一直循环下去,直到cur->next == null退出循环,在循环过程中需要做两件事情

  • 输出链表节点的值
  • cur指向下一个节点
  // 此时构造链表完毕,输出链表节点需要从头遍历
cur = dummyHead;
// 只要cur->next != NULL,说明链表还没有遍历完
while (cur->next != NULL) {
  // 输入cur的next指针的val值
    cout << cur->next->val << " ";
  // 将cur指向下一个节点
    cur = cur -> next;
}
cout << endl;

链表输出完成后,输出一个换行符,换行输出下一组链表。

cout << endl;

 c++代码实现

#include
using namespace std;
typedef struct LNode{
    int data;//存储数据
    LNode *next;//结构体指针,指向下一个元素
    LNode(int x):data(x),next(nullptr){}
}*L;

int main(){
    L dummyHead =new LNode(0);//定义了虚拟头节点
  
    int n;
    int val;
    while(cin>>n){
     L cur=dummyHead;
        for(int i=0;i>val;
        L newnode=new LNode(val);
        cur->next=newnode;
        cur=newnode;
        }
        cur=dummyHead;
        while(cur->next!=NULL){
            cout<next->data<<" ";
            cur=cur->next;
        }
        cout<

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