C++实现单链表的12种基本操作

C++单链表的操作
2017-12-25

  1 // 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 = ;               //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 < ) {       //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 = ; i < n;i++) {        //将值一个一个插入单链表中
         pnew = new ElemType;
         cout << "请输入第" << i +  << "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 = ;                  //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< || 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 = ;
         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\n";
     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\n";
     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 :
             int n;
             cout << "请输入单链表的长度: ";
             cin >> n;
             l.CreateLinkList(n);
             break;
         case :
             l.TravalLinkList();
             break;
         case :
             cout << "该单链表的长度为" << l.GetLength() << endl;
             break;
         case :
             if (l.IsEmpty() == )
                 cout << "该单链表是空表" << endl;
             else
             {
                 cout << "该单链表不是空表" << endl;
             }
             break;
         case :
             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 :
             DataType endData;
             cout << "请输入要在尾部插入的值: ";
             cin >> endData;
             l.InsertElemAtEnd(endData);
             break;
         case :
             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 :
             DataType headData;
             cout << "请输入要在头部插入的值: ";
             cin >> headData;
             l.InsertElemAtHead(headData);
             break;
         case :
             l.DeleteElemAtEnd();
             break;
         case :
             l.DeleteAll();
             break;
         case :
             DataType pointDeleteData;
             cout << "请输入要删除的数据: ";
             cin >> pointDeleteData;
             l.DeleteElemAtPoint(pointDeleteData);
             break;
         case :
             l.DeleteElemAtHead();
             break;
         default:
             break;
         }
     }while (i != );

     system("pause");
     return ;
 }