C++类模版：带表头链表的实现

链表的概念

链表是常用的基本数据结构之一，属于线性表。同属于线性表的还有顺序表，我们常说的数组就是顺序表。

带表头链表

链表的实现有带表头和不带表头两种方式。最原始的方式，也就是不带表头的实现方式，是用一个指向头结点的指针变量来记录链表的起始位置，当我们要进行插入或删除结点的操作时，必须要针对第一个结点和其它结点做出不同判断，然后用不同的代码来分别处理这两种情况。

所谓带表头的实现方式，就是用一个空的结点来作为头结点，其data域不放数据，其next指针指向第一个存有数据的结点。这样的好处是：每一个数据结点都有相同类型的前驱结点，不管在哪个位置实现操作，都能用统一的形式来表述，即可以用同样的代码来实现，而无需判断是在链表的起始位置、中间位置或者尾部位置。

实现思路

我们将实现链表类的几个基本方法：

• 添加结点（至链表末尾）
• 插入结点（至任意位置）
• 删除结点
• 查找结点
• 获取链表长度
• 获取结点数据
• 排序

链表类Linklist的定义部分

template <typename ElemType>class Linklist {    private:        struct Node{            ElemType data;            Node* next;            Node():next(nullptr){};            Node(ElemType data, Node* next = nullptr):                data(data), next(next){};        };        Node Head;    public:        Linklist() {};        ~Linklist();        void append(ElemType data);        void insert(ElemType data, int pos = 0);        bool del(int pos);        int  search(ElemType data);        int  getLength();        ElemType getData(int pos);        void sort(int(*compare)(ElemType& a, ElemType& b));};

Linklist的实现部分

template <typename ElemType>Linklist<ElemType>::~Linklist() {    Node *ptr = &Head;    Node *t = nullptr;    while(ptr->next != nullptr) {        t = ptr->next;        ptr->next = t->next;        delete t;    }}template <typename ElemType>void Linklist<ElemType>::append(ElemType data) {    Node *ptr = &Head;    while(ptr->next != nullptr) {        ptr = ptr->next;    }    ptr->next = new Node(data);}/* 当插入位置大于链表长度时，将元素插到链表末尾 */template <typename ElemType>void Linklist<ElemType>::insert(ElemType data, int pos) {    Node *ptr = &Head;    int p = 0;    while(ptr->next != nullptr)    {        if(p == pos) break;        p++;        ptr = ptr->next;    }    ptr->next = new Node(data, ptr->next);}template <typename ElemType>bool Linklist<ElemType>::del(int pos) {    Node *ptr = &Head;    Node *t = nullptr;    int p = 0;    while(ptr->next != nullptr) {        if(p == pos) break;        p++;        ptr = ptr->next;    }    if(p == pos) {        t = ptr->next;        ptr->next = t->next;        delete t;        return true;    } else {        return false;    }}/* 成功找到元素则返回索引，否则返回-1 */template <typename ElemType>int Linklist<ElemType>::search(ElemType data) {    Node *ptr = &Head;    int p = 0;    while(ptr->next != nullptr) {        if(ptr->next->data == data) {            return p;        }        p++;        ptr = ptr->next;    }    return -1;}template <typename ElemType>int Linklist<ElemType>::getLength() {    Node *ptr = &Head;    int p = 0;    while(ptr->next != nullptr) {        p++;        ptr = ptr->next;    }    return p;}template <typename ElemType>ElemType Linklist<ElemType>::getData(int pos) {    Node *ptr = &Head;    int p = 0;    while(ptr->next != nullptr) {        if(p == pos) break;        p++;        ptr = ptr->next;    }    return ptr->next->data;}/* 排序函数需要一个返回值为int型的比较函数作为参数*  升序排列：当a>b时，令compare(a, b)的返回值大于0*  降序排列：当a<b时，令compare(a, b)的返回值大于0*  注意：当a=b时，compare(a, b)的返回值必须小于或等于0。*/template <typename ElemType>void Linklist<ElemType>::sort(int(*compare)(ElemType& a, ElemType& b)) {    Node *ptr;    Node *t;    int tmp;    bool sorted = false;    while(!sorted) {        sorted = true;        ptr = &Head;        t = ptr->next;        while(ptr->next != nullptr && t->next != nullptr) {            tmp = compare(t->data, t->next->data);            if(tmp > 0) {                ptr->next = t->next;                t->next = ptr->next->next;                ptr->next->next = t;                sorted = false;            }            ptr = t;            t = t->next;        }    }}

作者：Wray Zheng
链接： http://www.codebelief.com/article/2016/11/linklist-implementation/