C++实现单链表
单链表的结构有多种
这里介绍的链表有头结点、有尾节点并且尾节点指向头结点
SList.h
//****************/
typedef int DataType;
//节点类（复合形态）
//struct LinkNode
//{
// friend class SList; //将SList设为友元，便于SList类可以访问节点类的私有成员
//public:
// LinkNode(const DataType x);
//private:
// DataType _data; //节点的数据
// LinkNode* _next; //指向该节点的下一个节点
//};
//直接用struct定义LinkNode类，因为struct的成员默认为公有数据成员，所以可直接访问
struct LinkNode //节点类(建议写法)
{
LinkNode(const DataType x);
DataType _data; //节点的数据
LinkNode* _next; //指向该节点的下一个节点
};
class SList
{
public:
SList(); //构造函数
SList(const SList& s); //拷贝构造
SList &operator=(SList& s); //赋值运算符的重载
~SList();
public: //单链表的具体操作
void Reverse(); //翻转
void Swap(SList& s);
void PrintSList(); //打印链表
void PushBack(const DataType& x); //在尾部插入一个节点
void Clear(); //链表置空
void PopBack(); //删除尾节点
void PushFront(DataType x); //头插
void PopFront(); //删除首节点
void Insert(LinkNode* pos, DataType x);//固定位置插入一个节点
void Erase(LinkNode* pos); //删除某一节点
LinkNode* Find(DataType x); //查找节点并返回这个节点的地址
int Amount(); //计算链表节点的数目
void Remove(DataType x); //查找某节点并删除
void RemoveAll(DataType x); //删除链表中所有的x
private:
LinkNode* _head; //指向头节点
LinkNode* _tail; //指向尾节点
};
//*********************//
SList.cpp (函数实现)
//**********************/////////
#include<iostream>
using namespace std;
#include<assert.h>
#include"SList.h"
LinkNode::LinkNode(const DataType x)
:_data(x)
, _next(NULL)
{}
SList::SList() //构造函数
:_head(NULL)
, _tail(NULL)
{}
SList::SList(const SList& s) //拷贝构造
:_head(NULL)
, _tail(NULL)
{
if (s._head == NULL)
{
return;
}
LinkNode* tmp = s._head;
do{
PushBack(tmp->_data);
tmp = tmp->_next;
} while (tmp != s._head);
}
//赋值运算符的重载（传统方法）
//SList & SList::operator=(const SList& s)
//{
// if (this != &s)
// {
// _head = NULL;
// _tail = NULL;
// LinkNode* tmp = s._head;
// do{
// PushBack(tmp->_data);
// tmp = tmp->_next;
// } while (tmp != s._head);
// }
// return *this;
//}
//赋值运算符的重载（高效写法）
/*void SList::Swap(SList& s)
{
swap(_head, s._head);
swap(_tail, s._tail);
}
SList& SList::operator=(SList &s)
{
if (this != &s)
{
SList tmp(s);
Swap(tmp);
}
return *this;
}*/
SList& SList::operator=(SList &s) //赋值运算符的重载再优化(推荐写法)
{
if (this != &s)
{
swap(_head, s._head);
swap(_tail, s._tail);
}
return *this;
}
SList::~SList() //析构
{
Clear();
}
void SList::Reverse() //链表逆置（利用头插新节点的方法）
{
if (_head == NULL||_head->_next==_tail)
{
return;
}
int ret = Amount();
_tail = new LinkNode(_head->_data);
LinkNode* begin=NULL;
LinkNode* tmp = _tail;
while (--ret)
{
LinkNode* del = _head;
_head = _head->_next;
delete del; //这里不要忘记做清理工作，否则内存泄漏
begin = new LinkNode(_head->_data);
begin->_next = tmp;
_tail->_next = begin;
tmp = begin;
}
_head = begin;
}
//打印链表
void SList::PrintSList()
{
//头结点为空时，无需打印链表
if (_head==NULL)
{
cout << "This SList is Empty !" << endl;
return;
}
else
{
LinkNode* tmp = _head;
do{
cout << tmp->_data << "-->";
tmp = tmp->_next;
} while (tmp != _head);
cout << endl;
}
}
void SList::PushBack(const DataType& x) //在尾部插入一个节点
{
//如果链表为空，插入节点后只有一个节点，此时_head=_tail
if (_head == NULL)
{
_head = new LinkNode(x);
_tail = _head;
_tail->_next = _head;
}
else
{
_tail->_next = new LinkNode(x);
_tail = _tail->_next;
_tail->_next = _head;
}
}
void SList::Clear() //链表置空
{
LinkNode* begin = _head;
while (begin != _tail)
{
_head = _head->_next;
delete begin;
begin = _head;
}
_head = NULL;
_tail = NULL;
}
void SList::PopBack() //尾删
{
if (_head == NULL)
{
cout << "This SList is empty !" << endl;
}
else if (_head == _tail)
{
delete _head;
_head = NULL;
_tail = NULL;
}
else
{
LinkNode* cur = _head;
while (cur->_next != _tail)
{
cur = cur->_next;
}
delete _tail;
_tail = cur;
_tail->_next = _head;
}
}
void SList::PushFront(DataType x) //头插
{
if (_head == NULL)
{
PushBack(x);
}
else
{
LinkNode* tmp = _head;
_head = new LinkNode(x);
_head->_next = tmp;
_tail->_next = _head;
}
}
void SList::PopFront() //删除首节点
{
if (_head == NULL)
{
cout << "This SList is empty !" << endl;
return;
}
LinkNode* tmp = _head;
_head = _head->_next;
_tail->_next = _head;
delete tmp;
}
//固定位置插入一个节点（这个函数需和Find函数搭配使用）
//先用Find函数找到新节点需要插入的位置
//（将Find函数的返回值传给Insert函数的参数pos）,再在pos节点后面插入新节点x
void SList::Insert(LinkNode* pos, DataType x)
{
assert(pos);
if (pos==_tail)
{
PushBack(x);
}
else
{
LinkNode* tmp = new LinkNode(x);
tmp->_next = pos->_next;
pos->_next = tmp;
}
}
//删除某一节点，同样，要先找到该节点并传参给Erase函数
void SList::Erase(LinkNode* pos)
{
assert(pos);
if (pos == _tail)
{
PopBack();
}
if (pos == _head)
{
PopFront();
}
else
{
LinkNode* prev = _head;
while (prev->_next != pos)
{
prev = prev->_next;
}
prev->_next = pos->_next;
delete pos;
}
}
LinkNode* SList::Find(DataType x) //查找节点并返回这个节点的地址
{
if (_head == NULL)
{
cout << "This SList is empty !" << endl;
return NULL;
}
else
{
LinkNode* tmp = _head;
do{
if (tmp->_data == x)
{
return tmp;
}
tmp = tmp->_next;
} while (tmp != _head);
return NULL;
}
}
int SList::Amount() //计算链表节点的数目
{
if (_head == NULL)
{
return 0;
}
else
{
int count = 0;
LinkNode* cur = _head;
while (cur != _tail)
{
count++;
cur = cur->_next;
}
return ++count;
}
}
void SList::Remove(DataType x) //查找某节点并删除
{
if (_head == NULL)
{
cout << "This SList is empty !" << endl;
}
else
{
LinkNode* tmp = Find(x);
if (tmp != NULL)
{
Erase(tmp);
}
}
}
void SList::RemoveAll(DataType x) //删除链表中所有的x
{
if (_head == NULL)
{
cout << "This SList is empty !" << endl;
return;
}
//如果链表不为空，设置left和right前后指针，从头至尾遍历一遍，delete节点的data为x的节点
LinkNode* left = _tail;
LinkNode* right = _head;
int count = Amount();
while (count--)
{
//当要删掉的节点是头节点时，需要注意头节点要指向它的下一个节点
//当要删掉的节点是尾节点时，需要注意尾节点要指向它的上一个节点
//当left和right指向同一块要删掉的节点时，将链表置空
if (right->_data == x)
{
if (_head == right)
{
_head = _head->_next;
}
if (_tail == right)
{
_tail =left;
}
if (right == left)
{
_head = NULL;
_tail = NULL;
return;
}
LinkNode* tmp = right;
right = right->_next;
delete tmp;
left->_next = right;
}
else
{
left = right;
right = right->_next;
}
}
}
///************************
测试用例（Test.cpp）
#include"SList.h"
#include<stdlib.h>
void Test2()
{
SList list1;
list1.PushBack(1);
list1.PushBack(3);
list1.PushBack(4);
list1.PushBack(2);
list1.PushBack(6);
list1.PrintSList();
/*list1.RemoveAll(2);
list1.PrintSList();*/
SList list2 = list1;
/*list2.PushBack(2);
list2.PushBack(3);
list2.PushBack(4);
list2.PushBack(2);
list2.PushBack(2);*/
list2.PrintSList();
list2.Reverse();
list2.PrintSList();
}
void Test1()
{
//SList list1;
//list1.PushBack(1);
//list1.PushBack(2);
//list1.PushBack(3);
//list1.PushBack(4);
//list1.PushBack(5);
//list1.PrintSList();
//list1.Remove(2);
//list1.PrintSList();
//int num =list1.Amount();
//cout <<"节点个数："<< num << endl;
/*//检验Erase函数
LinkNode* del = list1.Find(2);
list1.Erase(del);
list1.PrintSList();
*/
/*//找到某节点并在其后插入新节点
LinkNode* In =list1.Find(5);
list1.Insert(In, 0);
list1.PrintSList();*/
/* //删除头结点
list1.PopFront();
list1.PrintSList();
*//////
/*//////查找节点
LinkNode* ret=list1.Find(5);
if (ret != NULL)
{
cout << "要查找的节点data是：" << ret->_data << endl;
cout << "要查找的节点adress是：" <<ret<< endl;
}
else
{
cout << "not exit !" << endl;
}*////////
//验证构造函数
//SList list2(list1);
//list2.PrintSList();
//验证赋值运算符的重载
//SList list3 = list2;
//list3.PrintSList();
//验证析构函数
//list3.Clear();
//list3.PrintSList();
//验证尾删和头插
///*list3.PopBack();
//list3.PrintSList();*/
//list3.PushFront(0);
//list3.PrintSList();
}
int main()
{
//Test1();
Test2();
system("pause");
}
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