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

单链表的每个结点的地址存放在其直接前驱结点的指针域中。其中第一个结点没有前驱结点，因此需要一个头指针指向第一个节点，便于我们对整个链表进行操作；这里的单链表的最后一个节点的指针域存放的是头结点的地址。

单链表不能随意存取，必要的时候我们可以通过已知结点的指针域不断遍历从而获取我们要的结点。

  //构建一个节点类
  class Node                          
  {
  public:
      int data;     //数据域
      Node * next;  //指针域
  };

  //初始化单链表
  LinkList::LinkList()                  
  {
      head = new ElemType;            
      head->data = 0;               //将头结点的数据域定义为0
      head->next = NULL;            //头结点的下一个定义为NULL
  } 

  //销毁单链表
  LinkList::~LinkList()
  {
      delete head;                 //删除头结点
  } 

  void LinkList::CreateLinkList(int n)
  {
      ElemType *pnew, *ptemp;
      ptemp = head;
      if (n < 0) {       //当输入的值有误时，处理异常
          cout << "输入的节点个数有误" << endl;
          exit(EXIT_FAILURE);
      }
      for (int i = 0; i < n;i++) {        //将值一个一个插入单链表中
          pnew = new ElemType;
          cout << "请输入第" << i + 1 << "个值: " ;
          cin >> pnew->data;
          pnew->next = NULL;          //新节点的下一个地址为NULL
          ptemp->next = pnew;         //当前结点的下一个地址设为新节点
          ptemp = pnew;               //将当前结点设为新节点
      }
  }

  //遍历单链表
  void LinkList::TravalLinkList()
  {
      if (head == NULL || head->next ==NULL) {
          cout << "链表为空表" << endl;
      }
      ElemType *p = head;                 //另指针指向头结点
      while (p->next != NULL)        //当指针的下一个地址不为空时，循环输出p的数据域
      {
          p = p->next;               //p指向p的下一个地址
          cout << p->data << " ";
      }
  }

  //获取单链表的长度
  int LinkList::GetLength()
  {
      int count = 0;                  //定义count计数
      ElemType *p = head->next;           //定义p指向头结点
     while (p != NULL)                //当指针的下一个地址不为空时，count+1
     {
         count++;                  
         p = p->next;                //p指向p的下一个地址
     }
     return count;                   //返回count的数据
 }

//判断单链表是否为空
bool LinkList::IsEmpty()
 {
     if (head->next == NULL) {                 
         return true;
     }
     return false;
 }

//查找节点
 ElemType * LinkList::Find(DataType data)
 {
     ElemType * p = head;
     if (p == NULL) {                           //当为空表时，报异常
         cout << "此链表为空链表" << endl;
         return ERROR;
     }
     else
    {
         while (p->next != NULL)               //循环每一个节点
         {
             if (p->data == data) {
                 return p;                     //返回指针域
             }
             p = p->next;
         }
         return NULL;                           //未查询到结果
      }
 }

//在尾部插入指定的元素
 void LinkList::InsertElemAtEnd(DataType data)
 {
     ElemType * newNode = new ElemType;    //定义一个Node结点指针newNode
     newNode->next = NULL;         //定义newNode的数据域和指针域
     newNode->data = data;
     ElemType * p = head;              //定义指针p指向头结点
     if (head == NULL) {           //当头结点为空时，设置newNode为头结点
         head = newNode;
     }
     else                          //循环知道最后一个节点，将newNode放置在最后
     {
         while (p->next != NULL)
         {
             p = p->next;
         }
         p->next = newNode;
     }
 }

//在指定位置插入指定元素
 void LinkList::InsertElemAtIndex(DataType data,int n)
 {
     if (n<1 || n>GetLength())                   //输入有误报异常
         cout << "输入的值错误" << endl;
     else
     {
         ElemType * ptemp = new ElemType;        //创建一个新的节点
         ptemp->data = data;                     //定义数据域
         ElemType * p = head;                    //创建一个指针指向头结点
         int i = 1;
         while (n > i)                           //遍历到指定的位置
         {
             p = p->next;
             i++;
         }
         ptemp->next = p->next;                 //将新节点插入到指定位置
         p->next = ptemp;
     }
 }

 //在头部插入指定元素
 void LinkList::InsertElemAtHead(DataType data)
 {
     ElemType * newNode = new ElemType;    //定义一个Node结点指针newNode
     newNode->data = data;
     ElemType * p = head;              //定义指针p指向头结点
     if (head == NULL) {           //当头结点为空时，设置newNode为头结点
         head = newNode;
     }
     newNode->next = p->next;          //将新节点插入到指定位置
     p->next = newNode;
 }

 //在尾部删除元素
 void LinkList::DeleteElemAtEnd()
 {
     ElemType * p = head;          //创建一个指针指向头结点
     ElemType * ptemp = NULL;      //创建一个占位节点
     if (p->next == NULL) {        //判断链表是否为空
         cout << "单链表空" << endl;
     }
     else
     {
         while (p->next != NULL)   //循环到尾部的前一个
         {
             ptemp = p;            //将ptemp指向尾部的前一个节点
             p = p->next;          //p指向最后一个节点
         }
         delete p;                //删除尾部节点
         p = NULL;
         ptemp->next = NULL;
     }
 }

 //删除所有数据
 void LinkList::DeleteAll()
 {
     ElemType * p = head->next;
     ElemType * ptemp = new ElemType;
     while (p != NULL)                    //在头结点的下一个节点逐个删除节点
     {
         ptemp = p;
         p = p->next;
         head->next = p;
         ptemp->next = NULL;
         delete ptemp;
     }
     head->next = NULL;                 //头结点的下一个节点指向NULL
 }

 //删除指定的数据
 void LinkList::DeleteElemAtPoint(DataType data)
 {
     ElemType * ptemp = Find(data);    //查找到指定数据的节点位置
     if (ptemp == head->next) {        //判断是不是头结点的下一个节点，如果是就从头部删了它
         DeleteElemAtHead();
     }
     else
     {
         ElemType * p = head;          //p指向头结点
         while (p->next != ptemp)      //p循环到指定位置的前一个节点
        {
             p = p->next;
         }
         p->next = ptemp->next;         //删除指定位置的节点
         delete ptemp;
         ptemp = NULL;               
     }
 }

 //在头部删除节点
 void LinkList::DeleteElemAtHead()
 {
     ElemType * p = head;
     if (p == NULL || p->next == NULL) {   //判断是否为空表，报异常
         cout << "该链表为空表" << endl;
     }
     else
     {
         ElemType * ptemp = NULL;      //创建一个占位节点
         p = p->next;
         ptemp = p->next;              //将头结点的下下个节点指向占位节点
         delete p;                     //删除头结点的下一个节点
         p = NULL;
         head->next = ptemp;           //头结点的指针更换
     }
 }

C++单链表的操作
2017-12-25
// 单链表.cpp: 定义控制台应用程序的入口点。
//Author:kgvito 
//Date: 2017.12.25


#include "stdafx.h"
#include<iostream>
using namespace std;

typedef int DataType;
#define Node ElemType
#define ERROR NULL

//构建一个节点类
class Node                          
{
public:
    int data;     //数据域
    Node * next;  //指针域
};

//构建一个单链表类
class LinkList                      
{
public:
    LinkList();                      //构建一个单链表;
    ~LinkList();                  //销毁一个单链表;
    void CreateLinkList(int n);   //创建一个单链表
    void TravalLinkList();        //遍历线性表
    int GetLength();              //获取线性表长度
    bool IsEmpty();               //判断单链表是否为空
    ElemType * Find(DataType data); //查找节点
    void InsertElemAtEnd(DataType data);            //在尾部插入指定的元素
    void InsertElemAtIndex(DataType data,int n);    //在指定位置插入指定元素
    void InsertElemAtHead(DataType data);           //在头部插入指定元素
    void DeleteElemAtEnd();       //在尾部删除元素
    void DeleteAll();             //删除所有数据
    void DeleteElemAtPoint(DataType data);     //删除指定的数据
    void DeleteElemAtHead();      //在头部删除节点
private:
    ElemType * head;              //头结点
};

//初始化单链表
LinkList::LinkList()                  
{
    head = new ElemType;            
    head->data = 0;               //将头结点的数据域定义为0
    head->next = NULL;            //头结点的下一个定义为NULL
}     

//销毁单链表
LinkList::~LinkList()
{
    delete head;                 //删除头结点
} 

//创建一个单链表
void LinkList::CreateLinkList(int n)
{
    ElemType *pnew, *ptemp;
    ptemp = head;
    if (n < 0) {       //当输入的值有误时，处理异常
        cout << "输入的节点个数有误" << endl;
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    for (int i = 0; i < n;i++) {        //将值一个一个插入单链表中
        pnew = new ElemType;
        cout << "请输入第" << i + 1 << "个值: " ;
        cin >> pnew->data;
        pnew->next = NULL;          //新节点的下一个地址为NULL
        ptemp->next = pnew;         //当前结点的下一个地址设为新节点
        ptemp = pnew;               //将当前结点设为新节点
    }
}

//遍历单链表
void LinkList::TravalLinkList()
{
    if (head == NULL || head->next ==NULL) {
        cout << "链表为空表" << endl;
    }
    ElemType *p = head;                 //另指针指向头结点
    while (p->next != NULL)        //当指针的下一个地址不为空时，循环输出p的数据域
    {
        p = p->next;               //p指向p的下一个地址
        cout << p->data << " ";
    }
}

//获取单链表的长度
int LinkList::GetLength()
{
    int count = 0;                  //定义count计数
    ElemType *p = head->next;           //定义p指向头结点
    while (p != NULL)                //当指针的下一个地址不为空时，count+1
    {
        count++;                  
        p = p->next;                //p指向p的下一个地址
    }
    return count;                   //返回count的数据
}

//判断单链表是否为空
bool LinkList::IsEmpty()
{
    if (head->next == NULL) {                 
        return true;
    }
    return false;
}

//查找节点
ElemType * LinkList::Find(DataType data)
{
    ElemType * p = head;
    if (p == NULL) {                           //当为空表时，报异常
        cout << "此链表为空链表" << endl;
        return ERROR;
    }
    else
    {
        while (p->next != NULL)               //循环每一个节点
        {
            if (p->data == data) {
                return p;                     //返回指针域
            }
            p = p->next;
        }
        return NULL;                           //未查询到结果
    }
}

//在尾部插入指定的元素
void LinkList::InsertElemAtEnd(DataType data)
{
    ElemType * newNode = new ElemType;    //定义一个Node结点指针newNode
    newNode->next = NULL;         //定义newNode的数据域和指针域
    newNode->data = data;
    ElemType * p = head;              //定义指针p指向头结点
    if (head == NULL) {           //当头结点为空时，设置newNode为头结点
        head = newNode;
    }
    else                          //循环知道最后一个节点，将newNode放置在最后
    {
        while (p->next != NULL)
        {
            p = p->next;
        }
        p->next = newNode;
    }
}

//在指定位置插入指定元素
void LinkList::InsertElemAtIndex(DataType data,int n)
{
    if (n<1 || n>GetLength())                   //输入有误报异常
        cout << "输入的值错误" << endl;
    else
    {
        ElemType * ptemp = new ElemType;        //创建一个新的节点
        ptemp->data = data;                     //定义数据域
        ElemType * p = head;                    //创建一个指针指向头结点
        int i = 1;
        while (n > i)                           //遍历到指定的位置
        {
            p = p->next;
            i++;
        }
        ptemp->next = p->next;                 //将新节点插入到指定位置
        p->next = ptemp;
    }
}

//在头部插入指定元素
void LinkList::InsertElemAtHead(DataType data)
{
    ElemType * newNode = new ElemType;    //定义一个Node结点指针newNode
    newNode->data = data;
    ElemType * p = head;              //定义指针p指向头结点
    if (head == NULL) {           //当头结点为空时，设置newNode为头结点
        head = newNode;
    }
    newNode->next = p->next;          //将新节点插入到指定位置
    p->next = newNode;
}

//在尾部删除元素
void LinkList::DeleteElemAtEnd()
{
    ElemType * p = head;          //创建一个指针指向头结点
    ElemType * ptemp = NULL;      //创建一个占位节点
    if (p->next == NULL) {        //判断链表是否为空
        cout << "单链表空" << endl;
    }
    else
    {
        while (p->next != NULL)   //循环到尾部的前一个
        {
            ptemp = p;            //将ptemp指向尾部的前一个节点
            p = p->next;          //p指向最后一个节点
        }
        delete p;                //删除尾部节点
        p = NULL;
        ptemp->next = NULL;
    }
}

//删除所有数据
void LinkList::DeleteAll()
{
    ElemType * p = head->next;
    ElemType * ptemp = new ElemType;
    while (p != NULL)                    //在头结点的下一个节点逐个删除节点
    {
        ptemp = p;
        p = p->next;
        head->next = p;
        ptemp->next = NULL;
        delete ptemp;
    }
    head->next = NULL;                 //头结点的下一个节点指向NULL
}

//删除指定的数据
void LinkList::DeleteElemAtPoint(DataType data)
{
    ElemType * ptemp = Find(data);    //查找到指定数据的节点位置
    if (ptemp == head->next) {        //判断是不是头结点的下一个节点，如果是就从头部删了它
        DeleteElemAtHead();
    }
    else
    {
        ElemType * p = head;          //p指向头结点
        while (p->next != ptemp)      //p循环到指定位置的前一个节点
        {
            p = p->next;
        }
        p->next = ptemp->next;         //删除指定位置的节点
        delete ptemp;
        ptemp = NULL;               
    }

}

//在头部删除节点
void LinkList::DeleteElemAtHead()
{
    ElemType * p = head;
    if (p == NULL || p->next == NULL) {   //判断是否为空表，报异常
        cout << "该链表为空表" << endl;
    }
    else
    {
        ElemType * ptemp = NULL;      //创建一个占位节点
        p = p->next;
        ptemp = p->next;              //将头结点的下下个节点指向占位节点
        delete p;                     //删除头结点的下一个节点
        p = NULL;
        head->next = ptemp;           //头结点的指针更换
    }
}

//测试函数
int main()
{
    LinkList l;
    int i;
    cout << "1.创建单链表   2.遍历单链表   3.获取单链表的长度   4.判断单链表是否为空   5.获取节点
";
    cout << "6.在尾部插入指定元素   7.在指定位置插入指定元素   8.在头部插入指定元素
";
    cout<<"9.在尾部删除元素   10.删除所有元素   11.删除指定元素   12.在头部删除元素   0.退出" << endl;
    do
    {
        cout << "请输入要执行的操作: ";
        cin >> i;
        switch (i)
        {
        case 1:
            int n;
            cout << "请输入单链表的长度: ";
            cin >> n;
            l.CreateLinkList(n);
            break;
        case 2:
            l.TravalLinkList();
            break;
        case 3:
            cout << "该单链表的长度为" << l.GetLength() << endl;
            break;
        case 4:
            if (l.IsEmpty() == 1)
                cout << "该单链表是空表" << endl;
            else
            {
                cout << "该单链表不是空表" << endl;
            }
            break;
        case 5:
            DataType data;
            cout << "请输入要获取节点的值: ";
            cin >> data;
            cout << "该节点的值为" << l.Find(data)->data << endl;
            break;
        case 6:
            DataType endData;
            cout << "请输入要在尾部插入的值: ";
            cin >> endData;
            l.InsertElemAtEnd(endData);
            break;
        case 7:
            DataType pointData;
            int index;
            cout << "请输入要插入的数据: ";
            cin >> pointData;
            cout << "请输入要插入数据的位置: ";
            cin >> index;
            l.InsertElemAtIndex(pointData, index);
            break;
        case 8:
            DataType headData;
            cout << "请输入要在头部插入的值: ";
            cin >> headData;
            l.InsertElemAtHead(headData);
            break;
        case 9:
            l.DeleteElemAtEnd();
            break;
        case 10:
            l.DeleteAll();
            break;
        case 11:
            DataType pointDeleteData;
            cout << "请输入要删除的数据: ";
            cin >> pointDeleteData;
            l.DeleteElemAtPoint(pointDeleteData);
            break;
        case 12:
            l.DeleteElemAtHead();
            break;
        default:
            break;
        }
    }while (i != 0);

    system("pause");
    return 0;
}