链表的相关操作

/*（1）编写一个算法判断链表中的数据项是否按从大到小排序,该链表的第一个节点由first指向。  （2）对于给定的整数n，编写一个算法把节点插入到链表中第n个节点之后的位置，      该链表的第一个节点由first指向。  （3）编写一个算法来颠倒一个链表，该链表的第一个节点由first指向。      不要复制列表元素：而是重置链表和指针，使得first指针指向原来的最后一个节点，      且节点之间的所有链接都反向。*///-----------------------Linked_List.h------------------------------#include<iostream>#ifndef LINKED_LIST#define LINKED_LISTtypedef int ElementType;class List//定义一个List类{//--------------------内部定义一个Node类-------------------------private:class Node//定义一个Node类{public:ElementType data;//节点的数据Node *next;//节点的指针域Node(ElementType value,Node *link=0)//Node类的构造函数      :data(value),next(link)      {}};typedef Node *NodePointer;//--------------------成员函数以及成员变量-------------------------public:List();//构造函数~List();//析构函数bool empty() const;//判空函数int size() const;//链表的大小（长度）bool is_LangeToSmall() const;//判断数据项是否从大到小排列的函数void insert(const ElementType item,int pos);//插入函数void reverse();//链表反转函数void display(ostream & out) const;//输出函数private:NodePointer first;//定义一个头指针int mySize;//链表大小（长度）};ostream & operator<<(ostream & out,const List & aList);//重载输出操作符#endif

//------------------------Linked_List.cpp-------------------------------#include<iostream>#include<cassert>using namespace std;#include"Linked_List.h"List::List()//构造函数------------------------:first(0),mySize(0){}List::~List()//析构函数------------------------{NodePointer currPtr=first,//定义指向节点的指针        nextPtr;while(currPtr!=0)//当前指针非0{nextPtr=currPtr->next;delete currPtr;  //删除当前指针currPtr=nextPtr;}mySize=0;//链表大小置为0}bool List::empty() const//判空函数-----------------------{return first==0;}int List::size() const//链表的大小（长度）------------------------{return mySize;}bool List::is_LangeToSmall() const//判断数据项是否从大到小排列的函数----------------{NodePointer currPtr=first,//定义指向节点的指针        nextPtr;if(empty())//如果链表为空，进行报错提示{cerr<<"***The linked list is empty---returning garbage value***"<<endl;}else{while(currPtr!=0&&mySize>=2)//链表长度大于等于2，且当前指针非空    {    nextPtr=currPtr->next;    if(nextPtr!=0&&currPtr->data<nextPtr->data)//若后驱指针非0，并判断前后数据大小      { return false;break; }//前者小于后者，返回false并退出    currPtr=nextPtr;    }    return true;//链表长度为1，或者链表为降序链表时，返回true}}void List::insert(ElementType item,int pos)//插入到第pos个节点之后的位置----------{assert(pos>=0);//保证插入位置非负NodePointer ptr=first,            newPtr=new Node(item);//定义一个带数据的节点if(pos==0)//表示插入到第一个节点位置{newPtr->next=first;          first=newPtr;}else if(pos<=mySize)//表示插入到第1到mySize节点之后位置{for(int i=1;i<pos;i++)    ptr=ptr->next;//循环结束时，ptr指向第pos个节点        newPtr->next=ptr->next;//插入新节点操作    ptr->next=newPtr;//插入新节点操作}else//pos位置越界报错{delete newPtr;//将未使用的新节点返还给堆cerr<<"***The position out of range***\n";return;}    mySize++;//链表长度加一  }  void List::reverse()//链表反转函数-----------------------------{NodePointer predPtr=first,ptr,//定义相关指针        lastPtr=first;if(empty())//如果链表为空，进行报错提示{cerr<<"***The linked list is empty---returning garbage value***"<<endl;        return;}else{while(lastPtr->next!=0)//循环结束时，lastPtr指向链表最后一个节点{lastPtr=lastPtr->next;}ptr=lastPtr;//ptr指向链表最后一个节点，以便first指针指向最后节点lastPtr=first;//lastPtr指向第一个节点for(int i=0;i<mySize-1;i++){for(int j=0;j<mySize-i-1;j++){    predPtr=lastPtr;//内层循环结束时，predPtr指向lastPtr指向的节点的前一个节点        lastPtr=lastPtr->next;//第x次内层循环结束时，lastPtr指向第(mySize-x+1)个节点        }lastPtr->next=predPtr;//lastPtr指向的节点的next存放前驱指针指向的节点的地址lastPtr=first;//lastPtr再次指向第一个节点，进行下一次内层循环}lastPtr->next=0;//两层循环结束后，将第一个节点的next置为0first=ptr;//头指针指向原链表的尾节点}}void List::display(ostream & out) const//输出函数-----------------------{NodePointer ptr;for(ptr=first;ptr!=0;ptr=ptr->next)//从头到尾遍历并输出链表数据out<<ptr->data<<" ";out<<endl;}ostream & operator<<(ostream & out,const List & aList)//重载输出操作符------------------{aList.display(out);//调用display（）成员函数return out;}

//---------------------Linked_List_main.cpp--------------------------#include<iostream>using namespace std;#include"Linked_List.h"int main(){cout<<"----------------------The program test is begin---------------------"<<endl;cout<<endl;//Routine testList intList;//建立链表cout<<"Constructing intList\n";cout<<"List is empty? "<<boolalpha<<intList.empty()<<endl;//测试判空函数cout<<"Display the intList's size:"<<intList.size()<<endl;//测试size函数cout<<"---------------------------------------------------------------------"<<endl;cout<<"Build ten nodes in the linked list "<<endl;//添加十个数据到链表for(int i=0;i<10;i++){intList.insert(10-i,i);}cout<<"Display the data in the linked list :";intList.display(cout);//显示链表数据cout<<"List is empty? "<<boolalpha<<intList.empty()<<endl;//再次测试判空函数cout<<"Display to output the size:"<<intList.size()<<endl;//再次测试size函数cout<<"The number in linked list is sorted from largest to smallest? "<<boolalpha<<intList.is_LangeToSmall()<<endl;////测试is_LangeToSmall函数cout<<"----------------------------------------------------------------------"<<endl;cout<<"Insert 2017 into the linked list"<<endl;intList.insert(2017,7);//将2017插入链表，测试插入函数cout<<"Display the data in the linked linked list :"<<endl;intList.display(cout);//测试插入函数，是否插入到第7个节点之后的位置cout<<"-----------------------------------------------------------------------"<<endl;cout<<"The number in intList is sorted from largest to smallest? "<<boolalpha<<intList.is_LangeToSmall()<<endl;//再次测试is_LangeToSmall函数intList.reverse();//测试链表反转函数cout<<"Display the data in the linked list after reversing the linked list:"<<endl;intList.display(cout);//输出反转后的结果cout<<endl;cout<<"-----------------------------------------------------------------------"<<endl;//Special value detection/*以下一段代码主要测试一个节点条件下使用is_LangeToSmall()函数   reverse()函数以及insert()函数的情况*/ List intList1;cout<<"Constructing intList1\n";cout<<"Insert 2017 into the linked list1"<<endl;//测试insert()函数intList1.insert(2017,0);intList1.display(cout);cout<<"The number in linked list1 is sorted from largest to smallest? "<<boolalpha<<intList1.is_LangeToSmall()<<endl;//测试is_LangeToSmall()    intList1.reverse();//测试链表反转函数cout<<"Display the data in the linked list after reversing the linked list:"<<endl;    intList1.display(cout);//输出反转后的结果    cout<<"----------------------The program test is end--------------------------"<<endl;system("pause");return 0;}