结点类和单链表ADT_SingleList

单链表中，每个元素占用一个结点，每个结点由两个域组成，分别是存放元素的数据域element以及存放指向表中后继结点地址的指针域Link。逻辑上相邻的元素在物理上不一定相邻，结点与节点不要求被存放在相邻的存储空间，结点间的相邻关系通过指针来实现。

包含的函数：IsEmpty(), Length(), Find(), Search(), Insert(), Delete(), Update(), Clear()，Output()。

学完C语言后很少接触链表了，所以学起来有点吃力，需要想的地方已经加注释，觉的抽象的地方可以画图并参考代码帮助理解。

优点：插入和删除操作方便，克服了顺序表的缺点。

缺点：没有顺序表随机存储的特性。

实现代码：

#include "iostream"#include "cstdio"#include "cstring"#include "algorithm"using namespace std;template <class T>class LinearList{public:virtual bool IsEmpty() const = 0; // 为空则返回truevirtual int Length() const = 0; // 返回长度virtual bool Find(int i, T &x) const = 0; // 若a[i]存在则x = a[i]，返回true，不存在返回flasevirtual int Search(T x) const = 0; // 若存在等于x的元素则返回下标，否则返回-1virtual bool Insert(int i, T x) = 0; // i == -1则x插在第一个元素之前， 否则x插在a[i]后，插入成功返回truevirtual bool Delete(int i) = 0; // 删除元素a[i]，删除成功返回truevirtual bool Update(int i, T x) = 0; // 修改元素a[i]为x，若修改成功则返回truevirtual void Output(ostream &out) const = 0;/* data */protected:int n;};template <class T> class SingleList; // 超前声明SingleListtemplate <class T>class Node{private:T element; // 数据域Node<T> *Link; // 指针域friend class SingleList<T>; // 结点类的友元，可访问Node类中私有成员/* data */};template <class T>class SingleList:public LinearList<T>{public:SingleList() {first = NULL;n = 0;}~SingleList();bool IsEmpty() const;int Length() const;bool Find(int i, T &x) const;int Search(T x) const;bool Insert(int i, T x);bool Delete(int i);bool Update(int i, T x);void clear();void Output(ostream &out) const;/* data */private:Node<T> *first;int n;};template <class T>SingleList<T>:: ~SingleList(){Node<T> *p;while(first) {p = first -> Link;delete first;first = p;}}template <class T>int SingleList<T>::Length() const{return n;}template <class T>bool SingleList<T>::IsEmpty() const{return n == 0;}template <class T>bool SingleList<T>::Find(int i, T &x) const{if(i < 0 || i > n - 1) { // i不合法cout << "Out of Bounds" << endl;return false;}Node<T> *p = first;for(int j = 0; j < i; ++j)p = p -> Link; // p最终为i的指针域x = p -> element;return true;}template <class T>int SingleList<T>::Search(T x) const{int j;Node<T> *p = first;for(j = 0; p && p -> element != x; ++j) // p为空或p的数据域为x则提前停止循环p = p -> Link;if(p) return j; // p不为NULL说明存在等于x的数据域return -1;}template <class T>bool SingleList<T>::Insert(int i, T x) {if(i < -1 || i > n - 1) { // i不合法cout << "Out of Bounds" << endl;return false;}Node<T> *q = new Node<T>;q -> element = x;Node<T> *p = first;for(int j = 0; j < i; ++j)p = p -> Link; // p最终为i的指针域if(i > -1) { // 在a[i]后插入x，相当于a[i]和a[i + 1]之间多了一个qq -> Link = p -> Link; // q指向a[i]后的元素p -> Link = q; // p指向q}else { // 在第一个元素前插入x，相当于在首个元素之前多了一个qq -> Link = first; // q指向首个元素first = q; // 将q作为首个元素的指针域}n++;return true;}template <class T>bool SingleList<T>::Delete(int i){if(!n) { // 链表为空cout << "UnderFlow" << endl;return false;}if(i < 0 || i > n - 1) { // i不合法cout << "Out of Bounds" << endl;return false;}Node<T> *p = first, *q = first;for(int j = 0; j < i - 1; ++j)q = q -> Link; // q最终为i - 1的指针域if(i == 0) first = first -> Link; // 删除首个元素else { p = q -> Link; // p指向a[i]q -> Link = p -> Link; // p -> Link为a[i + 1]，赋值完成后a[i - 1]直接指向a[i + 1]}delete p;n--;return true;}template <class T>bool SingleList<T>::Update(int i, T x){if(i < 0 || i > n - 1) { // i不合法cout << "Out of Bounds" << endl;return false;}Node<T> *p = first;for(int j = 0; j < i; ++j)p = p -> Link; // p最终指向a[i]p -> element = x; // 将x赋值给a[i]return true;}template <class T>void SingleList<T>::Output(ostream &out) const{Node<T> *p = first;while(p) {out << p -> element << " ";p = p -> Link;}out << endl;}int main(int argc, char const *argv[]){SingleList<int> A;A.Insert(-1, 0);A.Insert(0, 1);A.Insert(1, 2);A.Insert(2, 3);A.Insert(3, 4); // A = {0, 1, 2, 3, 4}cout << "链表A为：" << endl;A.Output(cout);int flag = A.Search(2); // 元素中是否有2      if(flag != -1) cout << "有等于2的元素" << endl;      else cout << "无等于2的元素" << endl;      int x;A.Find(1, x); // x = a[1]cout << "a[1] == " << x << endl;A.Update(1, 5); // A = {0, 5, 2, 3, 4}A.Output(cout);A.Delete(1); // A = {0, 2, 3, 4}A.Output(cout);return 0;}