C# 数据结构单链表

什么是单链表

　　这两天看到很多有关单链表的面试题，对单链表都不知道是啥的我。经过学习和整理来分享一下啥是单链表和单链表的一些基本使用方法。最后看些网上有关单链表的面试题代码实例。

啥是单链表?

　　单链表是一种链式存取的数据结构，用一组地址任意的存储单元存放线性表中的数据元素。这组存储单元既可以是连续的，也可以是不连续的。

　　链表中的数据是以结点来表示的，每个结点的构成：元素(数据元素的映象) + 指针(指示后继元素存储位置)，元素就是存储数据的存储单元，指针就是连接每个结点的地址数据。

　　链表的结点结构：

      ┌───┬───┐

      │data│next│

      └───┴───┘

　　data域--存放结点值的数据域[元素]

　　next域--存放结点的直接后继的地址（位置）的指针域（链域）[指针]

 

　　用张图来说明一下上面的定义：

 

 

在VS中看到单链表的结构如下图：

 

 

 

实例代码

单键表结点类-泛型

public class Node<T>
{
    public T Data { set; get; }          //数据域,当前结点数据
    public Node<T> Next { set; get; }    //位置域,下一个结点地址

    public Node(T item)
    {
        this.Data = item;
        this.Next = null;
    }

    public Node()
    {
        this.Data = default(T);
        this.Next = null;
    }
}

public class LinkList<T>
{
    public Node<T> Head { set; get; } //单链表头

    //构造
    public LinkList()
    {
        Head=null;
    }

    /// <summary>
    /// 增加新元素到单链表末尾
    /// </summary>
    public void Append(T item)
    {
        Node<T> foot = new Node<T>(item);
        Node<T> A = new Node<T>();
        if (Head == null)
        {
            Head = foot;
            return;
        }
        A = Head;
        while (A.Next != null)
        {
            A = A.Next;
        }
        A.Next = foot;
    }
}

1.如果增加的是头结点。直接把数据域（Data）给Head，Next为空。因为只有一个头结点，没有对应的下结点。

2.单链表是”不走回头路“，所以每次增加都要从单链表的头开始找到单链表最后一个结点（最后一个结点就是Next为NULL），然后把最后一个结点的Next设置成需增加的结点,这时要需增加的结点变身为最后一结点，他的Next为NULL。

public class LinkList<T>
{
    public Node<T> Head { set; get; } //单链表头

    //构造
    public LinkList()
    {
        Head=null;
    }

    public void Delete(int i)
    {
        Node<T> A = new Node<T>();
        if (i == 1)   //删除头
        {
            A = Head;
            Head = Head.Next;
            return;
        }
        Node<T> B = new Node<T>();
        B = Head;
        int j = 1;
        while (B.Next != null && j < i)
        {
            A = B;
            B = B.Next;
            j++;
        }
        if (j == i)
        {
            A.Next = B.Next;
        }
    }
}

1.如果删除的是头结点，那现在的头结点就应该是头结点的下一结点。

2.删除结点如果不是头结点。从单链表头开始查询要删除结点的位置。并记录删除的前一结点值A和所要删除的结点B。因为结点B被删除了,所以结点A的Next就应该为B的Next。把结点A的Next设置为结点B的Next。

单链表类 

public class LinkList<T>
{
    public Node<T> Head { set; get; } //单链表头

    //构造
    public LinkList()
    {
        Clear();
    }

    /// <summary>
    /// 求单链表的长度
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    public int GetLength()
    {
        Node<T> p = Head;
        int length = 0;
        while (p != null)
        {
            p = p.Next;
            length++;
        }
        return length;
    }

    /// <summary>
    /// 判断单键表是否为空
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    public bool IsEmpty()
    {
        if (Head == null)
            return true;
        else
            return false;
    }

    /// <summary>
    /// 清空单链表
    /// </summary>
    public void Clear()
    {
        Head = null;
    }

    /// <summary>
    /// 获得当前位置单链表中结点的值
    /// </summary>
    /// <param name="i">结点位置</param>
    /// <returns></returns>
    public T GetNodeValue(int i)
    {
        if (IsEmpty() || i<1 || i>GetLength())
        {
            Console.WriteLine("单链表为空或结点位置有误！");
            return default(T);
        }

        Node<T> A = new Node<T>();
        A = Head;
        int j = 1;
        while (A.Next!=null && j<i)
        {
            A = A.Next;
            j++;
        }

        return A.Data;
    }

    /// <summary>
    /// 增加新元素到单链表末尾
    /// </summary>
    public void Append(T item)
    {
        Node<T> foot = new Node<T>(item);
        Node<T> A = new Node<T>();
        if (Head == null)
        {
            Head = foot;
            return;
        }
        A = Head;
        while (A.Next != null)
        {
            A = A.Next;
        }
        A.Next = foot;
    }

    /// <summary>
    /// 增加单链表插入的位置
    /// </summary>
    /// <param name="item">结点内容</param>
    /// <param name="n">结点插入的位置</param>
    public void Insert(T item, int n)
    {
        if (IsEmpty() || n < 1 || n > GetLength())
        {
            Console.WriteLine("单链表为空或结点位置有误！");
            return;
        }

        if (n == 1)  //增加到头部
        {
            Node<T> H = new Node<T>(item);
            H.Next = Head;
            Head = H;
            return;
        }

        Node<T> A = new Node<T>();
        Node<T> B = new Node<T>();
        B = Head;
        int j = 1;
        while (B.Next != null && j < n)
        {
            A = B;
            B = B.Next;
            j++;
        }

        if (j==n)
        {
            Node<T> C = new Node<T>(item);
            A.Next = C;
            C.Next = B;
        }
    }

    /// <summary>
    /// 删除单链表结点
    /// </summary>
    /// <param name="i">删除结点位置</param>
    /// <returns></returns>
    public void Delete(int i)
    {
        if (IsEmpty() || i < 1 || i > GetLength())
        {
            Console.WriteLine("单链表为空或结点位置有误！");
            return;
        }

        Node<T> A = new Node<T>();
        if (i == 1)   //删除头
        {
            A = Head;
            Head = Head.Next;
            return;
        }
        Node<T> B = new Node<T>();
        B = Head;
        int j = 1;
        while (B.Next != null && j < i)
        {
            A = B;
            B = B.Next;
            j++;
        }
        if (j == i)
        {
            A.Next = B.Next;
        }
    }

    /// <summary>
    /// 显示单链表
    /// </summary>
    public void Dispaly()
    {
        Node<T> A = new Node<T>();
        A = Head;
        while (A != null)
        {
            Console.WriteLine(A.Data);
            A = A.Next;
        }
    }

    #region 面试题
    /// <summary>
    /// 单链表反转
    /// </summary>
    public void Reverse() 
    {
        if (GetLength()==1 || Head==null)
        {
            return;
        }

        Node<T> NewNode = null;
        Node<T> CurrentNode = Head;
        Node<T> TempNode = new Node<T>();

        while (CurrentNode!=null)
        {
            TempNode = CurrentNode.Next;
            CurrentNode.Next = NewNode;
            NewNode = CurrentNode;
            CurrentNode = TempNode;
        }
        Head = NewNode;

        Dispaly();
    }

    /// <summary>
    /// 获得单链表中间值
    /// 思路：使用两个指针，第一个每次走一步，第二个每次走两步：
    /// </summary>
    public void GetMiddleValue()
    {
        Node<T> A = Head;
        Node<T> B = Head;

        while (B!=null && B.Next!=null)
        {
            A = A.Next;
            B = B.Next.Next;
        }
        if (B != null) //奇数
        {
            Console.WriteLine("奇数:中间值为：{0}", A.Data);
        }
        else    //偶数
        {
            Console.WriteLine("偶数:中间值为：{0}和{1}", A.Data, A.Next.Data);
        }
    }

    #endregion

}

调用实例

static void Main(string[] args)
{
    LinkList<string> link = new LinkList<string>();
    link.Append("A");
    link.Append("B");
    link.Append("C");
    link.Append("D");
    link.Append("E");
    link.Insert("Head", 1);
    Console.WriteLine("单链表内容：");
    link.Dispaly();
    link.Delete(5);
    Console.WriteLine("已完成删除单链表中第5行记录数");
    link.Dispaly();
    Console.WriteLine("查询单链表中第1:{0}.第3：{1}", link.GetNodeValue(1), link.GetNodeValue(3));
    Console.WriteLine("面试题-->单链表反转");
    link.Reverse();
    Console.WriteLine("面试题-->获得单链表中间值");
    link.GetMiddleValue();
}

输出结果：