C#数据结构与算法系列（四）：链表——单链表（Single-LinkedList）

1.介绍：

链表是有序的列表，但是它在内存的存储如下：

 链表是以节点的方式来存储，链式存储

每一个节点包含data域，next域：指向下一个节点

链表的各个节点不一定是连续存储

链表分带头节点的链表和不带头节点的链表，根据实际的需求来确定

单链表（带头节点）

 2.应用实例

使用带head头的单向链表实现 –水浒英雄排行榜管理完成对英雄人物的增删改查操作

第一种方法在添加英雄时，直接添加到链表的尾部

第二种方式在添加英雄时，根据排名将英雄插入到指定位置
(如果有这个排名，则添加失败，并给出提示)

第一种方式思路

 第二种思路

 删除思路

 代码：

    public class HeroNode
    {
        public HeroNode(int id, string name, string nickName)
        {
            this.Id = id;
            this.Name = name;
            this.NickName = nickName;
        }
        public int Id { get; set; }

        public string Name { get; set; }

        public string NickName { get; set; }

        public HeroNode Next { get; set; }

        public override string ToString()
        {
            return base.ToString();
        }
    }

    public class SingleLinkedList
    {
        
        private HeroNode head = null;

        public SingleLinkedList()
        {
            //初始化头节点，头节点不要动，不存放具体的数据
            head = new HeroNode(0, "", "");
        }
        /// <summary>
        /// 添加节点
        /// </summary>
        /// <param name="heroNode"></param>
        public void Add(HeroNode heroNode)
        {
            //因为head节点不能动，因此我们需要一个辅助遍历temp
            var temp = head;

            while (true)
            {
                //找到链表的最后
                if (temp.Next == null) break;

                temp = temp.Next;
            }
            //当退出while循环时，temp就指向了链表的最后
            //将最后的这个节点的next指向新的节点
            temp.Next = heroNode;
        }
        /// <summary>
        /// 按Id顺序添加节点
        /// </summary>
        /// <param name="heroNode"></param>
        public void AddById(HeroNode heroNode)
        {
            //因为头节点不能动，因此我们仍然通过一个辅助指针（变量）来帮助找到添加的位置
            //因为是单链表，我们找的temp是位于添加位置的前一个节点，否则插入不了
            var temp = head;
            //定义一个flag，标志添加的Id是否存在，默认为false
            bool flag = false;
            while (true)
            {
                //说明temp已经在链表的最后
                if (temp.Next == null) break;
                //位置找到，就在temp的后面插入
                if (temp.Next.Id > heroNode.Id) break;
                //说明希望存入的节点已存在
                if (temp.Next.Id == heroNode.Id)
                {
                    //说明Id已经存在
                    flag = true;
                    break;
                }
                //后移，遍历当前链表
                temp = temp.Next;
            }
            //说明Id已经存在
            if (flag) Console.WriteLine($"{heroNode.Id}节点已存在");
            else
            {
                //把原本存在的节点，存入新的节点后面
                heroNode.Next = temp.Next;
                //把新的节点插入到链表中，temp后面
                temp.Next = heroNode;
            }
        }

        /// <summary>
        /// 更新节点
        /// </summary>
        /// <param name="heroNode"></param>
        public void Update(HeroNode heroNode)
        {
            var temp = head.Next;
            bool flag = false;
            //if (temp == null) Console.WriteLine("链表为空");
            //else
            //{
                while (true)
                {
                    if (temp == null) break;

                    //找到节点
                    if (temp.Id==heroNode.Id) 
                    {
                        flag = true;
                        break;
                    }
                    temp = temp.Next;
                }

                if (flag)
                {
                    temp.Name = heroNode.Name;
                    temp.NickName = heroNode.NickName;
                }
                else Console.WriteLine($"没有找到Id:{heroNode.Id}的节点");
            //}
        }

        /// <summary>
        /// 删除节点
        /// </summary>
        /// <param name="id"></param>
        public void Delete(int id)
        {
            var temp = head;

            bool flag = false;

            while (true)
            {
                if (temp.Next == null) break; //已经到了链表的最后

                //找到待删除节点的前一个节点
                if(temp.Next.Id==id) 
                {
                    flag = true;
                    break;
                }
                temp = temp.Next;
            }

            //将待删除的前一个节点前指向待删除的后一个节点
            if (flag) temp.Next = temp.Next.Next;

            else Console.WriteLine("未找到节点");
        }

        public void GetList()
        {
            var temp = head.Next;
            //if (temp == null) Console.WriteLine("链表为空");
            //else
            //{
            while (true)
            {
                if (temp == null) break;

                Console.WriteLine($"id={temp.Id},name={temp.Name},nickName={temp.NickName}");

                temp = temp.Next;
            }
            //}
        }

        public static void Test()
        {
            HeroNode heroNode1 = new HeroNode(1, "宋江", "及时雨");
            HeroNode heroNode2 = new HeroNode(2, "卢俊义", "玉麒麟");
            HeroNode heroNode3 = new HeroNode(3, "吴用", "智多星");
            HeroNode heroNode4 = new HeroNode(4, "林冲", "豹子头");

            SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();

            //singleLinkedList.Add(heroNode1);
            //singleLinkedList.Add(heroNode2);
            //singleLinkedList.Add(heroNode3);
            //singleLinkedList.Add(heroNode4);

            singleLinkedList.AddById(heroNode1);
            singleLinkedList.AddById(heroNode4);
            singleLinkedList.AddById(heroNode3);
            singleLinkedList.AddById(heroNode2);

            singleLinkedList.Delete(3);

            singleLinkedList.Update(new HeroNode(2, "李逵", "黑旋风"));

            singleLinkedList.GetList();
        }
    }