本文中的所有代码均在github上的项目中：List_DataStructure

一.链表：

1.1 链表的概念：

链表是一种物理存储单元上非连续、非顺序的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接次序实现的。链表由一系列结点（链表中每一个元素称为结点）组成，结点可以在运行时动态生成。
每个结点包括两个部分内容：一是存储数据元素的数据域，另一个是存储其他结点地址的指针域（不同种类的链表存储的结点地址不同）。

1.2 链表的种类：

链表根据每个结点存储的指向下一结点的链接不同而分为几类
单链表：结构最简单的链表，每个结点中都有指向下一结点的地址
双链表：对单链表做了部分加强，每个结点中都有两个地址，分别指向上一结点和下一结点
环形链表：尾结点中存储有头结点的地址，整个链表形成了一个封闭的环

二.单链表：

单链表又名单向链表，其特点是链表的链接方向是单向的，对链表的访问要通过顺序读取的方式，从头部开始遍历链表

2.1 单链表的基本结构：

单链表的开始是一个头指针，每个结点中都有指向下一结点的地址，尾结点中的地址为nullptr

单链表的C++实现：

1.首先创建单链表的结点类

template<typename Type> class SingleLinkedList;template<typename Type>
class SingleLinkedListNode
{
private://将链表类声明为友元friend typename SingleLinkedList<Type>;//构造函数和析构函数SingleLinkedListNode() :pnext(nullptr){}SingleLinkedListNode(const Type item, SingleLinkedListNode<Type> * next = nullptr) :data(item),pnext(next){}~SingleLinkedListNode() {pnext = nullptr;}
public://创建公共方法，用于获取结点中的数据Type GetData();SingleLinkedListNode<Type>&);
private://结点类的私有属性，结点数据和下一结点的地址Type data;SingleLinkedListNode * pnext;
};

2.创建单链表类

#include"SingleLinkedListNode.h"template <typename Type>
class SingleLinkedList
{
public://构造函数和析构函数SingleLinkedList() :head(new SingleLinkedListNode<Type>()){}~SingleLinkedList() {MakeEmpty();delete head;}//对单链表的基本操作void MakeEmpty();void Insert(Type item, int i = 0);void Remove(int i = 0);void RemoveAll(Type item);//返回单聊表的基本信息int length();Type Get(int i);//查找和排序SingleLinkedList<Type> * SequentialSearch(Type item);//基础功能void Print();
private://链表的头节点是私有的SingleLinkedListNode<Type> *head;};

3.创建一个单链表对象：

SingleLinkedList<int> list;

根据空参构造方法，创建单链表对象时初始化了一个私有的，没有数据的头结点*head

2.2 向单链表中插入数据：

单链表的一个可用的Insert( )方法版本：
该版本不用按照插入位置的不同（头尾体）而分情况实现，比较简洁

//向单链表中插入元素
template <typename Type>
void SingleLinkedList<Type>::Insert(Type item, int i = 0) {if (i < 0){cout << "请输入一个大于0的数" << endl;}SingleLinkedListNode<Type> *pmove = head;SingleLinkedListNode<Type> *pnode = new SingleLinkedListNode<Type>(item);//循环条件是j<i，且pmove的地址不能为空for (int j = 0; j < i&&pmove; j++){pmove = pmove->pnext;}//插入点越界if (pmove == nullptr){cout << "数据插入位置错误，单链表没那么长！" << endl;}pnode->pnext = pmove->pnext;pmove->pnext = pnode;
}

在中间部分插入数据

以中间部分插入为主讨论：

1，首先创建两个结点类型指针pmove 和pnode
2，将pmove指针移动到插入点，如上图，插入位置为a2，a3之间，pmove指向a2
3，变更结点中存储的地址以实现结点插入

pnode->pnext = pmove->pnext; //第一步
pmove->pnext = pnode; //第二步

第一步：待插入节点pnode的下一结点地址pnext指向a3，a3的地址为a2结点的下一结点地址pnext，也是pmove的pnext，即pmove->pnext
第二步：更改a2结点的下一结点地址pnext，使其指向待插入节点pnode

如上图所示，s为待插入节点pnode，p为插入点位置pmove

在头部插入数据

在尾部插入数据

测试单链表的插入方法：

int main() {SingleLinkedList<int> list;//向链表中插入20个数据for (int i = 0; i < 20; i++){list.Insert(i*4,i);}//在链表头部插入数据list.Insert(10,0);//在链表尾部插入数据list.Insert(100,21);list.Print();cin.get();return 0;
}

执行结果：

2.3 删除单链表中的数据：

执行原理与添加数据相似，创建两个结点类型指针pdel和pmove
pdel指向待删除元素，pmove指向待删除结点的前一个结点

//删除单链表中的元素
template <typename Type>
void SingleLinkedList<Type>::Remove(int i = 0) {if (i < 0){cout << "请输入一个大于0的数" << endl;}SingleLinkedListNode<Type> *pmove = head, *pdel;for (int j = 0; j < i&&pmove->pnext; j++){pmove = pmove->pnext;}if (pmove->pnext == nullptr){cout << "删除出错，链表没有那么长！" << endl;}pdel = pmove->pnext;pmove->pnext = pdel->pnext;delete pdel;
}

2.3 单链表的其他方法：

2.3.1 销毁单链表

析构函数调用了此方法

//删除单链表
template <typename Type>
void SingleLinkedList<Type>::MakeEmpty() {SingleLinkedListNode<Type> *pdel;while (head->pnext != nullptr){pdel = head->pnext;head->pnext = pdel->pnext;delete pdel;}
}

2.3.2 返回单链表长度

//返回单链表长度
template<typename Type>
int SingleLinkedList<Type>::length() {SingleLinkedListNode<Type> *pmove = head->pnext;int count = 0;while (pmove != nullptr) {pmove = pmove->pnext;count++;}return count;
}

2.3.3 打印单链表中的所有数据

//打印单链表中的所有数据
template<typename Type>
void SingleLinkedList<Type>::Print() {SingleLinkedListNode<Type> *pmove = head->pnext;cout << endl << "head";while (pmove != nullptr){cout << "->" << pmove->data;pmove = pmove->pnext;}cout << "-over" << endl;
}

数据结构-01-链表数据结构之单链表相关推荐

数据结构（05）— 线性单链表实战
1. 设计思路本项目的实质是完成对考生信息的建立.查找.插入.修改.删除等功能,可以首先定义项目的数据结构,然后将每个功能写成一个函数来完成对数据的操作,最后完成主函数以验证各个函数功能并得出运行结 ...
数据结构实验之链表五：单链表的拆分-sdut
数据结构实验之链表五:单链表的拆分 Time Limit: 1000MS Memory Limit: 65536KB Submit Statistic Problem Description 输入N个 ...
SDUT_2122 数据结构实验之链表七：单链表中重复元素的删除
提交代码数据结构实验之链表七:单链表中重复元素的删除 Time Limit: 1000MS Memory Limit: 65536KB Submit Statistic Discuss Proble ...
【数据结构链表】之五单链表
一:链表基础 1.链表基础----------------摘录自百度百科链表是一种物理存储单元上非连续.非顺序的存储结构,数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接次序实现的.链表由一系列结点(链表中 ...
【数据结构】带头结点的单链表
文章目录一.单链表的概念二.结构体声明: 三.函数 1.购买节点 2.释放节点 3.单链表的初始化 4.判空函数 5.获取单链表有效值个数 6.按数据查询(返回含有此数据节点的前驱) 7.按数据查 ...
数据结构初阶——第三节-- 单链表
链表 1. 链表的概念及结构 1.1 链表的概念及结构 1.2 链表的实现(无头+单向+非循环链表增删查改实现) 1. 动态申请一个节点 2. 单链表打印 3. 单链表尾插 1. 找尾用 tail - ...
数据结构学习（C++）——单链表应用（一元多项式【1】） (转)
数据结构学习(C++)--单链表应用(一元多项式[1]) (转)[@more@] 总算到了这里,这时,你会很得意的说,辛辛苦苦学的单链表总算知道能干点什么了.但是很不幸,如果你和我一样看的是那本书,到 ...
【数据结构与算法】判断单链表是否有环的算法
带环链表这里的带环单链表可不是环形单链表,这个环可能是我们不想要的,所以需要检测. 我们就不假设有一个打结状的环了,那样跑到哪里去也不清楚,这里的"带环链表",环必然是在末端. ...
数据结构开发(6)：静态单链表的实现
0.目录 1.单链表的遍历与优化 2.静态单链表的实现 3.小结 1.单链表的遍历与优化问题: 如何遍历单链表中的每一个数据元素? 当前单链表的遍历方法: 遗憾的事实: 不能以线性的时间复杂度完成单 ...
数据结构之不带头结点单链表和带头结点单链表相关操作实现（C语言）
文章目录单链表定义不带头结点单链表带头结点单链表头结点和头指针的区分带头结点单链表优点单链表定义线性表的链式存储又称单链表,它是指通过一组任意的存储单元来存储线性表中的数据元素. 不带头 ...

数据结构-01-链表数据结构之单链表