链表（C++）

来源：互联网发布：建信优化基金530oo5 编辑：程序博客网时间：2024/06/05 07:05

链表基本操作

生成链表
插入结点
查找结点
删除结点
遍历链表
清空链表

////  test.h//  XCODE////  Created by vassago //  #ifndef Node_h#define Node_h//类模板的定义template <class T>class Node {private:    Node<T> *next;  //指向后继结点的指针public:    T data; //数据域    Node (const T &data, Node<T> *next = 0);    //构造函数    void insertAfter(Node<T> *p);   //在本结点之后插入一个同类结点p    Node<T> *deleteAfter(); //删除本结点的后继结点，并返回其地址    Node<T> *nextNode();            //获取后继结点的地址    const Node<T> *nextNode() const;     //获取后继结点的地址};//类的实现部分//构造函数，初始化数据和指针成员template <class T>Node<T>::Node(const T& data, Node<T> *next ) : data(data), next(next) { }//返回后继结点的指针template <class T>Node<T> *Node<T>::nextNode() {    return next;}//返回后继结点的指针template <class T>const Node<T> *Node<T>::nextNode() const {    return next;}//在当前结点之后插入一个结点ptemplate <class T>void Node<T>::insertAfter(Node<T> *p) {    p->next = next; //p结点指针域指向当前结点的后继结点    next = p;    //当前结点的指针域指向p}//删除当前结点的后继结点，并返回其地址template <class T> Node<T> *Node<T>::deleteAfter() {    Node<T> *tempPtr = next;//将欲删除的结点地址存储到tempPtr中    if (next == 0)  //如果当前结点没有后继结点，则返回空指针        return 0;    next = tempPtr->next;//使当前结点的指针域指向tempPtr的后继结点    return tempPtr;         //返回被删除的结点的地址}#endif /* Node_h */

#include<iostream>#include "Node.h"using namespace std;typedef long long LL;template<typename T>class LinkedList {private:    //数据成员：    Node<T> *front, *rear;  //表头和表尾指针    Node<T> *prevPtr, *currPtr;   //记录表当前遍历位置的指针，由插入和删除操作更新    int size;   //表中的元素个数    int position;   //当前元素在表中的位置序号。由函数reset使用    //函数成员：    //生成新结点，数据域为item，指针域为ptrNext    Node<T> *newNode(const T &item,Node<T> *ptrNext=NULL);    //释放结点    void freeNode(Node<T> *p);    //将链表L 拷贝到当前表（假设当前表为空）。    //被拷贝构造函数、operator = 调用    void copy(const LinkedList<T>& L);public:    LinkedList();   //构造函数    LinkedList(const LinkedList<T> &L);  //拷贝构造函数    ~LinkedList();  //析构函数    LinkedList<T> & operator = (const LinkedList<T> &L); //重载赋值运算符    int getSize() const;    //返回链表中元素个数    bool isEmpty() const;   //链表是否为空    void reset(int pos = 0);//初始化游标的位置    void next();    //使游标移动到下一个结点    bool endOfList() const; //游标是否到了链尾    int currentPosition() const;    //返回游标当前的位置    void insertFront(const T &item);    //在表头插入结点    void insertRear(const T &item);     //在表尾添加结点    void insertAt(const T &item);       //在当前结点之前插入结点    void insertAfter(const T &item);    //在当前结点之后插入结点    T deleteFront();    //删除头结点    void deleteCurrent();   //删除当前结点    T& data();              //返回对当前结点成员数据的引用    const T& data() const;   //返回对当前结点成员数据的常引用    //清空链表：释放所有结点的内存空间。被析构函数、operator= 调用    void clear();};template <class T> //生成新结点Node<T> *LinkedList<T>::newNode(const T& item, Node<T>* ptrNext){    Node<T> *p;    p = new Node<T>(item, ptrNext);    if (p == NULL)    {        cout << "Memory allocation failure!\n";        exit(1);    }    return p;}template <class T>void LinkedList<T>::freeNode(Node<T> *p) //释放结点{    delete p;}template <class T>void LinkedList<T>::copy(const LinkedList<T>& L) //链表复制函数{    Node<T> *p = L.front;   //P用来遍历L    int pos;    while (p != NULL)   //将L中的每一个元素插入到当前链表最后    {        insertRear(p->data);        p = p->nextNode();    }    if (position == -1) //如果链表空,返回        return;    //在新链表中重新设置prevPtr和currPtr    prevPtr = NULL;    currPtr = front;    for (pos = 0; pos != position; pos++)    {        prevPtr = currPtr;        currPtr = currPtr->nextNode();    }}template <class T>  //构造一个新链表，将有关指针设置为空，size为0，position为-1LinkedList<T>::LinkedList() : front(NULL), rear(NULL),prevPtr(NULL), currPtr(NULL), size(0), position(-1){}template <class T>LinkedList<T>::LinkedList(const LinkedList<T>& L)  //拷贝构造函数{    front = rear = NULL;    prevPtr = currPtr = NULL;    size = 0;    position = -1;    copy(L);}template <class T>LinkedList<T>::~LinkedList()    //析构函数{    clear();}template <class T>LinkedList<T>& LinkedList<T>::operator=(const LinkedList<T>& L)//重载"="{    if (this == &L) // 不能将链表赋值给它自身        return *this;    clear();    copy(L);    return *this;}template <class T>int LinkedList<T>::getSize() const  //返回链表大小的函数{    return size;}template <class T>bool LinkedList<T>::isEmpty() const //判断链表为空否{    return size == 0;}template <class T>void LinkedList<T>::reset(int pos)  //将链表当前位置设置为pos{    int startPos;    if (front == NULL)  // 如果链表为空，返回        return;    if (pos < 0 || pos > size - 1)  // 如果指定位置不合法，中止程序    {        std::cerr << "Reset: Invalid list position: " << pos << endl;        return;    }    // 设置与遍历链表有关的成员    if (pos == 0)   // 如果pos为0，将指针重新设置到表头    {        prevPtr = NULL;        currPtr = front;        position = 0;    }    else    // 重新设置 currPtr, prevPtr, 和 position    {        currPtr = front->nextNode();        prevPtr = front;        startPos = 1;        for (position = startPos; position != pos; position++)        {            prevPtr = currPtr;            currPtr = currPtr->nextNode();        }    }}template <class T>void LinkedList<T>::next()  //将prevPtr和currPtr向前移动一个结点{    if (currPtr != NULL)    {        prevPtr = currPtr;        currPtr = currPtr->nextNode();        position++;    }}template <class T>bool LinkedList<T>::endOfList() const   // 判断是否已达表尾{    return currPtr == NULL;}template <class T>int LinkedList<T>::currentPosition() const  // 返回当前结点的位置{    return position;}template <class T>void LinkedList<T>::insertFront(const T& item)   // 将item插入在表头{    if (front != NULL)  // 如果链表不空则调用Reset        reset();    insertAt(item); // 在表头插入}template <class T>void LinkedList<T>::insertRear(const T& item)   // 在表尾插入结点{    Node<T> *nNode;    prevPtr = rear;    nNode = newNode(item);  // 创建新结点    if (rear == NULL)   // 如果表空则插入在表头        front = rear = nNode;    else    {        rear->insertAfter(nNode);        rear = nNode;    }    currPtr = rear;    position = size;    size++;}template <class T>void LinkedList<T>::insertAt(const T& item) // 将item插入在链表当前位置{    Node<T> *nNode;    if (prevPtr == NULL)    // 插入在链表头，包括将结点插入到空表中    {        nNode = newNode(item, front);        front = nNode;    }    else    // 插入到链表之中. 将结点置于prevPtr之后    {        nNode = newNode(item);        prevPtr->insertAfter(nNode);    }    if (prevPtr == rear)    //正在向空表中插入，或者是插入到非空表的表尾    {        rear = nNode;   //更新rear        position = size;    //更新position    }    currPtr = nNode;    //更新currPtr    size++; //使size增值}template <class T>void LinkedList<T>::insertAfter(const T& item)  // 将item 插入到链表当前位置之后{    Node<T> *p;    p = newNode(item);    if (front == NULL)   // 向空表中插入    {        front = currPtr = rear = p;        position = 0;    }    else    // 插入到最后一个结点之后    {        if (currPtr == NULL)            currPtr = prevPtr;        currPtr->insertAfter(p);        if (currPtr == rear)        {            rear = p;            position = size;        }        else            position++;        prevPtr = currPtr;        currPtr = p;    }    size++;              // 使链表长度增值}template <class T>T LinkedList<T>::deleteFront()  // 删除表头结点{    T item;    reset();    if (front == NULL)    {        cerr << "Invalid deletion!" << endl;        exit(1);    }    item = currPtr->data;    deleteCurrent();    return item;}template <class T>void LinkedList<T>::deleteCurrent() // 删除链表当前位置的结点{    Node<T> *p;    if (currPtr == NULL)    // 如果表空或达到表尾则出错    {        cerr << "Invalid deletion!" << endl;        exit(1);    }    if (prevPtr == NULL)    // 删除将发生在表头或链表之中    {        p = front;  // 保存头结点地址        front = front->nextNode();  //将其从链表中分离    }    else    //分离prevPtr之后的一个内部结点，保存其地址        p = prevPtr->deleteAfter();    if (p == rear)  // 如果表尾结点被删除    {        rear = prevPtr; //新的表尾是prevPtr        position--; //position自减    }    currPtr = p->nextNode();    // 使currPtr越过被删除的结点    freeNode(p);    // 释放结点，并    size--; //使链表长度自减}template <class T>T& LinkedList<T>::data()    //返回一个当前结点数值的引用{    if (size == 0 || currPtr == NULL)   // 如果链表为空或已经完成遍历则出错    {        cerr << "Data: invalid reference!" << endl;        exit(1);    }    return currPtr->data;}template <class T>void LinkedList<T>::clear() //清空链表{    Node<T> *currPosition, *nextPosition;    currPosition = front;    while (currPosition != NULL)    {        nextPosition = currPosition->nextNode(); //取得下一结点的地址        freeNode(currPosition); //删除当前结点        currPosition = nextPosition;    //当前指针移动到下一结点    }    front = rear = NULL;    prevPtr = currPtr = NULL;    size = 0;    position = -1;}

//test_mainint main(){    LinkedList<int> list;    list.insertAt(1);    list.insertAfter(2);    list.insertRear(3);    list.insertFront(4);    while(!list.isEmpty()){        cout<<list.data()<<endl;        list.deleteCurrent();    }    return 0;}

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