数据结构基础(9) --单链表的设计与实现(2)之高级操作

链表的链接:

    将第二条链表的所有内容链接到第一条链表之后, 其完整实现代码与解析如下:

//链表的链接
template <typename Type>
void MyList<Type>::concatenate(const MyList<Type> &list)
{
    if (isEmpty())//如果自己的链表为空
    {
        first = list.first;
        return ;
    }
    else if (list.isEmpty())    //如果第二条链表为空
    {
        return ;
    }

    Node<Type> *endNode = first->next;
    //找到第一条链表的末尾节点
    while (endNode->next != NULL)
    {
        endNode = endNode->next;
    }

    //找到第二条链表的第一个真实元素
    Node<Type> *secondListNode = (list.first)->next;
    //注意: 需要将第二个链表中的元素值copy出来
    //不能直接将第二条链表的表头链接到第一条链表的表尾
    //不然在析构函数回收内存时会发生错误(即:同一段内存释放两次)
    while (secondListNode != NULL)
    {
        Node<Type> *newNode = new Node<Type>(secondListNode->data);
        newNode->next = NULL;
        endNode->next = newNode;

        //两条链表同时前进
        endNode = endNode->next;
        secondListNode = secondListNode->next;
    }
}

链表的反转:

基本思想:

    遍历一遍链表，利用一个辅助指针(此处为指针r)，存储遍历过程中当前指针指向的下一个元素，然后将当前节点元素的指针反转后，利用已经存储的指针往后面继续遍历。

//链表的反转
template <typename Type>
void MyList<Type>::invort()
{
    if (!isEmpty())
    {
        //p指向正向链表的第一个真实节点
        //随后, p也会沿正方向遍历到链表末尾
        Node<Type> *p = first->next;

        //q会成为倒向的第一个真实节点
        //首先将q设置为NULL: 保证反向之后
        //最后一个元素的指针域指向NULL, 以表示链表结束
        Node<Type> *q = NULL;
        while (p != NULL)
        {
            Node<Type> *r = q;  //暂存q当前指向的节点
            //q后退(沿着正向后退)
            q = p;
            //p前进(沿着正向前进), 保证p能够始终领先q一个位置
            p = p -> next;
            //将指针逆向反转
            //注意:一点要保证这条语句在p指针移动之后运行,
            //不然p就走不了了...(因为q改变了指针的朝向)
            q -> next = r;
        }

        //此时q成为反向链表的第一个真实元素
        //但是为了维护像以前一样的first指针指向一个无用的节点(以使前面的操作不会出错)
        //于是我们需要将first的指针域指向q
        first->next = q;
    }
}

链表打印:

    重载MyList的<<运算符, 输出链表所有元素, 以供测试之用

//显示链表中的所有数据(测试用)
template <typename Type>
ostream &operator<<(ostream &os, const MyList<Type> &list)
{
    for (Node<Type> *searchNode = list.first -> next;
            searchNode != NULL;
            searchNode = searchNode -> next)
    {
        os << searchNode -> data;
        if (searchNode -> next != NULL) //尚未达到链表的结尾
            cout << " -> ";
    }

    return os;
}

附-测试代码:

int main()
{
    cout << "------------ 1 ------------" << endl;
    MyList<int> first;
    for (int i = 0; i < 5; ++i)
    {
        first.insert(i+1, i+1);
    }
    first.remove(5);

    MyList<int> second;
    for (int i = 0; i < 5; ++i)
    {
        second.insert(i+6, i+1);
    }
    second.insertFront(5);
    second.insert(88, 7);

    cout << "Before concatenate..." << endl;
    cout << "first: " << first << endl;
    cout << "second: " << second << endl;

    cout << "After concatenate..." << endl;
    first.concatenate(second);
    cout << "first: " << first << endl;
    cout << "second: " << second << endl;


    cout << "
------------ 2 ------------" << endl;
    MyList<char> chList;
    for (char ch = '0'; ch <= '9'; ++ ch)
    {
        chList.insertFront(ch);
    }
    cout << "Before invort..." << endl;
    cout << chList << endl;

    cout << "After invort..." << endl;
    chList.invort();
    cout << chList << endl;

    cout << "After remove('5')..." << endl;
    chList.remove('5');
    cout << chList << endl;

    cout << "
------------ 3 ------------" << endl;
    MyList<double> dList;
    dList.insert(1.1, 1);
    dList.insertFront(2.2);
    cout << dList << endl;

    return 0;
}