线性表之单链表C++实现

　　　　线性表之单链表

一、头文件：LinkedList.h

 //单链表是用一组任意的存储单元存放线性表的元素，这组单元可以是连续的也可以是不连续的，甚至可以是零散分布在内存中的任意位置。
 //单链表头文件
 #include<iostream>
 using namespace std;
 //定义单链表结点-结构体类型
 template<class DataType>
 struct Node
 {
 　　//数据域，存放该结点的数据
 　　DataType data;
 　　//指针域，指向下一个结点
 　　Node<DataType> *next;
 };

 template<class DataType>
 class LinkedList{
 public:
 　　//单链表无参构造器
 　　LinkedList();
 　　//单链表有参构造器
 　　LinkedList(DataType array[], int n);
 　　LinkedList(int n, DataType array[]);
 　　//单链表析构函数
 　　~LinkedList();
 　　//获取单链表的长度
 　　int GetLength();
 　　//查找单链表指定元素的序号
 　　int GetLocal(DataType x);
 　　//获取单链表指序号的元素
 　　DataType GetElement(int index);
 　　//单链表中在指定位置插入指定的元素
 　　void Insert(int index, DataType x);
 　　//在单链表中删除指定位置的元素
 　　DataType Delete(int index);
 　　//按序号输出单链表中的元素
 　　void PrintLinkedList();

 private :
 　　//声明单链表的头指针
 　　Node<DataType> *first;
 };

 //实现单链表的无参构造函数
 template<class DataType>
 LinkedList<DataType>::LinkedList()
 {
 　　first = new Node<DataType>;
 　　first->next = NULL;
 }

 //头插法建立单链表
 template<class DataType>
 LinkedList<DataType>::LinkedList(int n,DataType array[])
 {
 　　//初始化一个空链表
 　　first = new Node<DataType>;
 　　first->next = NULL;
 　　for (int i = ; i < n; i++)
 　　{
 　　　　//为每一个数组元素都申请新结点
 　　　　Node<DataType> *s = new Node<DataType>;
 　　　　//数组元素赋值给结点数据域
 　　　　s->data = array[i];
 　　　　//将结点插入到头结点之前
 　　　　s->next = first->next;
 　　　　first->next = s;

 　　}
 }

 //尾插法建立单链表
 template<class DataType>
 LinkedList<DataType>::LinkedList(DataType array[], int n)
 {
 　　//生成头结点
 　　first = new Node<DataType>;
 　　//定义尾结点
 　　Node<DataType> *r = first;
 　　for (int i = ; i < n; i++)
 　　{
 　　　　//为每一个数组元素申请一个结点
 　　　　Node<DataType> *s = new Node<DataType>;
 　　　　//把数组元素赋值给结点的数据域
 　　　　s->data = array[i];
 　　　　//将每一个结点追加到终端结点之后
 　　　　r->next = s;
 　　　　r = s;
 　　}
 　　//尾结点尾NULL
 　　r->next = NULL;
 }

 //实现单链表的析构函数
 template<class DataType>
 LinkedList<DataType>::~LinkedList()
 {
 　　//声明工作指针
 　　Node<DataType> *q;
 　　while (first != NULL)
 　　{
 　　　　//暂存被释放的结点
 　　　　q = first;
 　　　　//让头指针指向要释放结点的下一个结点
 　　　　first = first->next;
 　　　　delete q;
 　　}
 }

 //实现单链表插入:在指定的位置插入指定的元素
 template<class DataType>
 void LinkedList<DataType>::Insert(int index, DataType x)
 {
 　　//定义工作指针
 　　Node<DataType> *p = first->next;
 　　//定义计数器，初始值为0
 　　int count = ;
 　　while (p != NULL &&count < index - )
 　　{
 　　　　//工作指针后移
 　　　　p = p->next;
 　　　　count ++;
 　　}
 　　//找到 index-1 的位置
 　　if (p == NULL)
 　　{
 　　　　throw "插入的位置有误";
 　　}
 　　else
 　　{
 　　　　//申请一个新结点
 　　　　Node<DataType> *s;
 　　　　s= new Node<DataType>;
 　　　　//其数据域为 x
 　　　　s->data = x;
 　　　　//在新结点的指针域存放工作指针p的指针域
 　　　　s->next = p->next;
 　　　　//将结点s插入到p结点之后
 　　　　p->next = s;
 　　}
 }

 //实现单链表的按值查找，返回指定元素在单链表中的序号（如不存在，则返回0）
 template<class DataType>
 int LinkedList<DataType>::GetLocal(DataType x)
 {
 　　//定义工作指针
 　　Node<DataType> *p = first->next;
 　　//定义计数器，初始值是1
 　　int count = ;
 　　//查找序号所对应的位置
 　　while (p != NULL)
 　　{
 　　　　if (p->data == x)
 　　　　{
 　　　　　　return count;
 　　　　}
 　　　　//工作指针后移
 　　　　p = p->next;
 　　　　//计数器加1
 　　　　count++;
 　　}
 　　//如果找不到该元素，则返回0
 　　return ;
 }

 //实现单链表按位查找，返回指定位置的元素
 template<class DataType>
 DataType LinkedList<DataType>::GetElement(int index)
 {
 　　//定义工作指针
 　　Node<DataType> *p = first->next;
 　　//定义计数器，初始值是1
 　　int count = ;
 　　//查找序号所对应的位置
 　　while (p != NULL&&count < index)
 　　{
 　　　　//工作指针后移
 　　　　p = p->next;
 　　　　//计数器加1
 　　　　count++;
 　　}
 　　//如果找到单链表的末尾，还找不到指定的位置，则抛出异常
 　　if (p == NULL)
 　　{
 　　　　throw "查找的位置有误";
 　　}
 　　else
 　　{
 　　　　//当找到合适的位置时，返回该位置上的元素
 　　　　return p->data;
 　　}

 }

 //实现获取单链表的长度
 template<class DataType>
 int LinkedList<DataType>::GetLength()
 {
 　　//定义计数器，用来计算单链表的长度
 　　int count = ;
 　　//定义工作指针
 　　Node<DataType> *p = first->next;
 　　while (p != NULL)
 　　{
 　　　　p = p->next;
 　　　　count++;
 　　}
 　　return count;

 }

 //实现单链表的按序号输出元素
 template<class DataType>
 void LinkedList<DataType>::PrintLinkedList()
 {
 　　//声明工作指针
 　　Node<DataType> *p;
 　　//初始化工作指针
 　　p = first->next;
 　　while(p != NULL)
 　　{
 　　　　cout << p->data << " ";
 　　　　//工作指针向后移动
 　　　　p = p->next;
 　　}
 　　cout << endl;
 }

 //实现单链表的删除
 template<class DataType>
 DataType LinkedList<DataType>::Delete(int index)
 {
 　　Node<DataType> *p = first->next;
 　　int count = ;
 　　//查找第 index-1 位置结点
 　　while (p != NULL&&count < index - )
 　　{
 　　　　p = p->next;
 　　　　count++;
 　　}
 　　//如果能找到
 　　if (p == NULL || p->next == NULL)
 　　{
 　　　　throw "删除的位置有误";
 　　}
 　　else
 　　{
 　　　　Node<DataType> *q = p->next;
 　　　　DataType x = q->data;
 　　　　p->next = q->next;
 　　　　delete q;
 　　　　return x;
 　　}
 }

二、测试线性表之单链表的源文件：TestLinkedList.cpp

 #include<iostream>
 #include "LinkedList.h"
 using namespace std;
 void show()
 {
 　　cout << "---------------------------------------" << endl;
 }
 int main()
 {
 　　int array[] = { , , , , , , , , , };
 　　//声明单链表
 　　LinkedList<int> linkedList = LinkedList<int>(,array);
 　　cout << "输出单链表：" << endl;
 　　linkedList.PrintLinkedList();
 　　show();
 　　cout << "单链表的长度:" << linkedList.GetLength() << endl;
 　　cout << "单链表中第5个元素是：" << linkedList.GetElement() << endl;
 　　cout << "单链表中元素5的位置是：" << linkedList.GetLocal() << endl;
 　　show();
 　　cout << "在单链表的第5个位置上插入元素22" << endl;
 　　linkedList.Insert(, );
 　　cout << "输出单链表：" << endl;
 　　linkedList.PrintLinkedList();
 　　cout << "单链表的长度:" << linkedList.GetLength() << endl;
 　　show();
 　　cout << "删除第5位置的元素" << endl;
 　　linkedList.Delete();
 　　cout << "输出单链表：" << endl;
 　　linkedList.PrintLinkedList();
 　　cout << "单链表的长度:" << linkedList.GetLength() << endl;
 　　show();
 　　return ;
 }

三、运行示例结果