7. C#数据结构与算法 -- 存储结构（单链表）
理论：
[参考文献: 1.严蔚敏.数据结构(C语言版) ; 2.陈广.数据结构(C#语言描述) ;3.Michael McMillan.Data Structures and Algorithms Using C#]
1.线性表的链式存储结构:
用一组任意的存储单元(不要求地址连续)来存储线性表的元素,每个元素对应一组存储单元(称为结点),每个结点包括两个域: 存储数据元素信息的数据域和存储直
接后继所在位置的指针域.
. N个结点通过指针域组成的表, 称为线性链表(单链表).
. 线性链表最后一个结点的指针域为"空” (NULL 或 ^);
. 用一个头指针指示链表中第一个结点的存储位置;
. 链表L = (a1 ,a2 , ……an ) 逻辑表示为 :
L -> a1 -> a2-> -> an^
空表时: L = NULL .
2.带头结点的链表:
在线性链表的第一个元素结点之前附设一个结点(称头结点), 它的数据域不存储任何信息,其指针域存储第一个元素结点的存储位置. 头指针L指向该头结点.
空表时: L->next = NULL
带头结点链表的引入是为了使算法判空和处理一致. (空表包含头结点)
3.线性表链式存储结构的特点:
(1) 逻辑上相邻的元素, 其物理位置不一定相邻; 元素之间的邻接关系由指针域指示.
(2) 链表是非随机存取存储结构; 对链表的存取必须从头指针开始; 链表结点只能顺序访问,随机访问性能不佳.
(3) 链表是一种动态存储结构; 链表的结点可调用new() 申请和dispose()释放[当然C#中是通过垃圾回收器管理内存的].
(4) 插入删除运算非常方便; 只需修改
以下是用C#实现的一个单链表类:
具体图表详解，参考： http://www.jb51.net/article/31697.htm
实例：
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
namespace Linked
{
//单链表结点类,采用泛型
public class Node<T>
{
private T data; //数据域,当前结点的数据
private Node<T> next; //引用域,即下一结点
//构造器：数据域+引用域，普通结点
public Node(T item, Node<T> p)
{
data = item;
next = p;
}
//构造器：引用域，头结点
public Node(Node<T> p)
{
next = p;
}
//构造器：数据域，尾结点
public Node(T val)
{
data = val;
next = null;
}
//构造器：无参数
public Node()
{
data = default(T);
next = null;
}
//数据域属性
public T Data
{
get
{
return data;
}
set
{
data = value;
}
}
//引用域属性
public Node<T> Next
{
get{
return next;
}
set{
next = value;
}
}
}
//链表类，包含链表定义及基本操作方法
public class MyLinkList<T>
{
private Node<T> head; //单链表的头结点
//头结点属性
public Node<T> Head
{
get{
return head;
}
set{
head = value;
}
}
//构造器
public MyLinkList()
{
head = null;
}
//求单链表的长度
public int GetLength()
{
Node<T> p = head;
int len = 0;
while (p != null)
{
++len;
p = p.Next;
}
return len;
}
//清空单链表
public void Clear()
{
head = null;
}
//判断单链表是否为空
public bool IsEmpty()
{
if (head == null)
{
return true;
}
else
{
return false;
}
}
//在单链表的末尾添加新元素
public void Append(T item)
{
Node<T> q = new Node<T>(item);
Node<T> p = new Node<T>();
if (head == null)
{
head = q;
return;
}
p = head;
while (p.Next != null)
{
p = p.Next;
}
p.Next = q;
}
//在单链表的第i个结点的位置前插入一个值为item的结点
public void Insert(T item, int i)
{
if (IsEmpty() || i < 1 || i > GetLength())
{
Console.WriteLine("LinkList is empty or Position is error!");
return;
}
if (i == 1)
{
Node<T> q = new Node<T>(item);
q.Next = head;
head = q;
return;
}
Node<T> p = head;
Node<T> r = new Node<T>();
int j = 1;
while (p.Next != null && j < i)
{
r = p;
p = p.Next;
++j;
}
if (j == i)
{
Node<T> q = new Node<T>(item);
q.Next = p;
r.Next = q;
}
}
//在单链表的第i个结点的位置后插入一个值为item的结点
public void InsertPost(T item, int i)
{
if (IsEmpty() || i < 1 || i > GetLength())
{
Console.WriteLine("LinkList is empty or Position is error!");
return;
}
if (i == 1)
{
Node<T> q = new Node<T>(item);
q.Next = head.Next;
head.Next = q;
return;
}
Node<T> p = head;
int j = 1;
while (p != null && j < i)
{
p = p.Next;
++j;
}
if (j == i)
{
Node<T> q = new Node<T>(item);
q.Next = p.Next;
p.Next = q;
}
}
//删除单链表的第i个结点
public T Delete(int i)
{
if (IsEmpty() || i < 0 || i > GetLength())
{
Console.WriteLine("LinkList is empty or Position is error!");
return default(T);
}
Node<T> q = new Node<T>();
if (i == 1)
{
q = head;
head = head.Next;
return q.Data;
}
Node<T> p = head;
int j = 1;
while (p.Next != null && j < i)
{
++j;
q = p;
p = p.Next;
}
if (j == i)
{
q.Next = p.Next;
return p.Data;
}
else
{
Console.WriteLine("The " + i + "th node is not exist!");
return default(T);
}
}
//获得单链表的第i个数据元素
public T GetElem(int i)
{
if (IsEmpty() || i < 0)
{
Console.WriteLine("LinkList is empty or position is error! ");
return default(T);
}
Node<T> p = new Node<T>();
p = head;
int j = 1;
while (p.Next != null && j < i)
{
++j;
p = p.Next;
}
if (j == i)
{
return p.Data;
}
else
{
Console.WriteLine("The " + i + "th node is not exist!");
return default(T);
}
}
//在单链表中查找值为value的结点
public int Locate(T value)
{
if (IsEmpty())
{
Console.WriteLine("LinkList is Empty!");
return -1;
}
Node<T> p = new Node<T>();
p = head;
int i = 1;
while (!p.Data.Equals(value) && p.Next != null)
{
p = p.Next;
++i;
}
return i;
}
//显示链表
public void Display()
{
Node<T> p = new Node<T>();
p = this.head;
while (p != null)
{
Console.Write(p.Data + " ");
p = p.Next;
}
}
}
public class Program
{
static void Main(string[] args)
{
MyLinkList<string> myLinkList = new MyLinkList<string>(); //实例化一个单链表
Console.WriteLine(myLinkList.GetLength()); //获取长度
//添加元素
myLinkList.Append("good");
myLinkList.Append("monring");
myLinkList.Append("lwk");
myLinkList.Insert("!", 5); //在i结点前插元素，位置错误测试
myLinkList.InsertPost("!", 5); //在i结点后插元素，位置错误测试
myLinkList.InsertPost("!", 3); //后插元素
myLinkList.Insert(",", 3); //前插元素
myLinkList.Display(); //显示链表元素
Console.WriteLine(myLinkList.GetElem(4));//获取结点,并显示
myLinkList.Delete(1); //删除结点
myLinkList.Display();
Console.WriteLine(myLinkList.GetLength()); //显示链表长度
Console.Read();
}
}
}
参考：
http://blog.csdn.net/lwk2011/article/details/5951701
http://www.cnblogs.com/wwewbw/archive/2010/02/08/1665930.html
http://www.cnblogs.com/wwewbw/archive/2010/02/08/1665930.html
http://www.jb51.net/article/31697.htm