算法导论之链表

最近在学习算法导论，为了督促自己 就把学习过程中的代码记录下来。

就先从最简单的链表写起，准确的说应该是双链表。大致先简单的介绍一下链表的优缺点，以便在后面对应的数据结构中使用该结构。

优点：链表在内存中存储并不是连续的，可以很方便的进行插入和删除操作。

缺点：由于链表的不连续存储特性，导致索引操作不能使用下标进行，因此对链表进行搜索操作时间复杂度是O（n）级别的。

以下是自己根据算法导论上面的设计书写的代码，链表的操作有插入、删除、搜索。

头文件：

//name:myList1.h#ifndef MY_LIST1_H#define MY_LIST1_H#include<iostream>#include<memory>using namespace std;template<typename T>class myList1{struct list_node{list_node* prev;T data;list_node* next;list_node(){prev = NULL;next = NULL;}list_node(list_node* node){this->data = node->data;this->prev = node->prev;this->next = node->next;}list_node(T value){this->data = value;this->next = this->prev = NULL;}};private:list_node* list_head; //链表的头//list_node* list_rear; //链表的尾int count_size; //链表中元素的个数public:myList1(){list_head = NULL;count_size = 0;}~myList1(){ }//给链表的头部插入节点xvoid insert_head(list_node* x){x->next = list_head;if (list_head != NULL)list_head->prev = x;list_head = x;x->prev = NULL;count_size++;}void insert_head(T value){//----------------------------------------------------------//此处如果使用 list_node* x=list_node(value)//表示在栈中对x分配了内存，那么后面的list_head指向x之后//当x的函数块结束，x会被释放，list_head将变成野指针//因此必须使用new在堆中进行内存分配//---------------------------------------------------------list_node* x = new list_node(value);//shared_ptr<list_node> x = make_shared<list_node>(value);insert_head(x);}//搜索链表中第一个值为value的节点，并返回该节点的指针list_node* search_first_value(T value){list_node* temp = list_head;while (temp != NULL&&temp->data != value)temp = temp->next;return temp;}//删除链表中的节点xvoid delete_list_node(list_node* x){if (x->prev != NULL)x->prev->next = x->next;elselist_head = x->next;if (x->next != NULL)x->next->prev = x->prev;count_size--;}//删除链表中第一个值为value的节点void delete_value(T value){list_node* delete_node = search_first_value(value);delete_list_node(delete_node);count_size--;}//显示链表中的数据datavoid display(){list_node* temp = list_head;while (temp != NULL){cout << temp->data << " ";temp = temp->next;}cout << endl;}};#endif

以下是测试的代码：

//name:main.c#include<vector>#include"myList1.h"int main(){vector<int> test_data = {1,2,3,4,5}; myList1<int> test_list = myList1<int>();for (int i = 0; i < test_data.size(); i++){test_list.insert_head(test_data[i]);}test_list.display();test_list.delete_value(1);test_list.display();return 0;}

本来打算自己实现一下STL中关于List源码，但是能力有限，还需继续学习才能完成，下面在给出STL中List的相关函数及功能

push_back()、push_front()：把某个值插入到list的尾部或者头部。
pop_back()、pop_back()：删除list中的第一个或者最后一个元素。
insert()：这个方法即可以把某个元素插入到指定的位置，也可以把一个指定范围的多个元素插入到list中迭代器所指向的位置，另外还可以把某个具体的多个备份插入到list中迭代器所指定的位置。
erase()：主要用来删除list中的元素，即可以删除list中某个位置的单个元素，也可以删除list中的某个范围内的所有元素对象。
clear()：该函数主要用来删除list中的所有元素。

merge()函数：用于把两个list对象合并成一个list对象。

remove()函数：删除list中的对象可以使用pop_back()，pop_front()，erase()和clear()等常见函数，在list中同时提供了remove()函数，函数remove()的语法格式为void remove(const T& value)

remove会把list对象中所有等于参数的元素删除。如果list存储的是类，且类中有指针，由于remove不会自动删除类的存储空间，所以一般不能用remove方法对类元素直接删除。

remove_if()：remove()函数用于无条件删除所有等于参数值的list成员元素，有时需要满足一定的条件才能把它删除，这时需要使用条件删除函数：remove_if()，函数remove的语法格式为templace<class Pred>void remove_if(Pred pr)

sort()函数：偏于list对象排序，在list成员函数中专门定义了一个成员函数sort，用于对list对象进行排序，函数sort的语法格式为void sort()； void sort(greater<T> pr)

splice()函数：merge()函数可以将两个list对象合并在一起，但是该函数不太灵活，list容器类提供了另一个函数splice。格式为void splice(iterator position, list& x); void splice(iterator position, list& x, iterator it); void splice(iterator position, list& x, iterator first, iterator last)