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单链表

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AI那点小事
发布2022-06-15 07:57:36
3090
发布2022-06-15 07:57:36
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文章被收录于专栏:AI那点小事AI那点小事

现在已经进入专业课复习,王道的数据结构复习指导的第一个数据结构虽然是顺序表,但是过于简单,就不想写了。现在复习到链表,首先单链表数其他链表的基础。所以首先把单链表所有基础操作全部写一遍。包括建表,插入,删除,逆序,判断是否为空,合并等。我这里写的是带有头结点的单链表,头结点保存链表长度。


代码如下:

代码语言:javascript
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#include <iostream>
using namespace std;

//带头结点的单链表类,头结点存放单链表长度 
class Single_List{
    private:
        int data;
        Single_List* next;
    public: 
        //单链表的创建函数,尾插法 
        Single_List* Create(int len){
            Single_List* prev,*head,*tail;
            head = new Single_List;
            head->data = len;
            head->next = NULL;
            prev = head;
            if(len == 0){
                goto end;
            }
            cout<<"请输入各个结点的数值:"<<endl; 
            while(len--){
                int data;
                tail = new Single_List;
                cin>>data;
                this->attach(prev,tail,data); 
                prev = tail;
            }
            end:    return head;
        }

        void attach(Single_List* prev,Single_List* tail,int data){
            tail->next = NULL;
            tail->data = data;
            prev->next = tail;
        }

        int getLength(Single_List* list){
            return list->data;
        }

        //判断单链表是否为空的函数 
        bool Isempty(Single_List* list){
            return list->data == 0;
        }

        //单链表的打印函数
        void Print(Single_List* list){
            if(list->Isempty(list)){
                cout<<"单链表为空"<<endl;
                return;
            }
            int len = list->data;
            Single_List* ptrl = list->next;
            for(int i = 0 ; i < len ; i++){
                cout<<ptrl->data<<" ";  
                ptrl = ptrl->next;
            }
        }

        //在第index个结点后面插入数值为data的结点的函数 
        Single_List* Insert(Single_List* list,int index ,int data){
            Single_List* prev = list;
            Single_List* insert;
            insert = new Single_List;
            int len = list->getLength(list);
            //链表为空时,无论index为多少,只能插在第一个位置 
            if(this->Isempty(list)){
                this->attach(prev,insert,data);
                list->data++;
                return list;
            }
            //如果插入的位置大于等于链表长度直接插到末尾, 
            index = (list->data <= index)?list->data:index;
            for(int i = 0 ; i < index ; i++){
                prev = prev->next;
            }
            insert->data = data;
            insert->next = prev->next;
            prev->next = insert;
            list->data++;
            return list;
        }

        //寻找第k个结点的函数,只适用链表不为空的情况 
        Single_List* Findkth(Single_List* list ,int k){
            Single_List* prev;
            prev = list;
            for(int i = 0 ; i < k ; i++){
                prev = prev->next;
            } 
            return prev;
        }

        //寻找数值为N的结点的函数
        int FindN(Single_List* list,int N){
            int result = -1;
            Single_List* prev;
            prev = list;
            int len = this->getLength(list); 
            for(int i = 0 ; i < len ; i++){
                prev = prev->next;
                if(prev->data == N){
                    result = i;
                    break;
                }
            }
            return result; 
        }

        //删除数值为N的结点的函数 
        void DeleteN(Single_List* list,int N){
            int index = this->FindN(list,N);
            //不存在数值为N的情况 
            if(index == -1){
                cout<<"单链表不存在数值为"<<N<<"的结点"<<endl;
                return;
            }
            this->Deletekth(list,index+1);
        }

        //删除第k个结点的函数
        void Deletekth(Single_List* list,int k){
            int len = list->data;
            if(this->Isempty(list)){
                cout<<"单链表为空无法删除"<<endl;
                return; 
            }
            Single_List* del_pre;
            del_pre = this->Findkth(list,k-1);
            del_pre->next = del_pre->next->next;
            list->data--;
        }

        //逆转链表函数
        Single_List* Reverse(Single_List* list){
            //单链表为空时 
            if(this->Isempty(list)){
                return list;
            }
            Single_List* head,*front,*rear,*tag;
            head = list;                //保存头结点 
            //front,rear用于逆转,tag用于记录未逆转的链表 
            front = list->next;         
            rear = front->next;
            front->next = NULL;
            while(rear){
                tag = rear->next;
                rear->next = front;
                front = rear;
                rear = tag;
            }
            head->next = front;
            return head;
        }

        //对两个升序链表进行升序合并函数 
        Single_List* Merge(Single_List* list1,Single_List* list2){
            if(list1 == NULL){
                return list1;
            }
            if(list2 == NULL){
                return list2;
            }
            Single_List* list;          //建立合并链表的头结点,存放两个链表长度之和 
            list = new Single_List;
            list->data = list1->data+list2->data;
            list->next = NULL;
            Single_List* prev1,*prev2,*tail,*head,*tag;
            prev1 = list1->next;        //指向list32的第一个结点(不是存放长度的头结点,即头结点之后的结点)
            prev2 = list2->next;
            head = new Single_List;     //建立新链表的空头结点 
            tag = head;                 //保存空头结点的地址 
            head->next = NULL;           
            while(prev1 && prev2){
                tail = new Single_List;
                if(prev1->data <= prev2->data){
                    this->attach(head,tail,prev1->data);
                    head = tail;
                    prev1 = prev1->next;
                }else{
                    this->attach(head,tail,prev2->data);
                    head = tail;
                    prev2 = prev2->next;
                }
            }
            if(prev1){
                head->next = prev1;
            }
            if(prev2){
                head->next = prev2;
            }
            list->next = tag->next;
            return list;                    
        }

        //链表排序,冒泡排序
        Single_List* Sort(Single_List* list){
            Single_List* head,*prev1,*prev2;
            head = list;
            prev1 = list->next;
            while(prev1){
                prev2 = prev1->next;
                while(prev2){
                    if(prev1->data > prev2->data){
                        prev1->data += prev2->data;
                        prev2->data = prev1->data - prev2->data;
                        prev1->data -= prev2->data;
                    }   
                    prev2 = prev2->next;
                }
                prev1 = prev1->next;
            }
            return head;
        } 
};

int main()
{
    cout<<"请输入初始化单链表的长度:"<<endl;
    int len;
    Single_List tmp; 
    Single_List* list;
    cin>>len;
    list = tmp.Create(len);

    cout<<"单链表如下:"<<endl; 
    tmp.Print(list);
    cout<<endl;
    cout<<"排序后为:"<<endl;
    list = tmp.Sort(list);
    tmp.Print(list);
    cout<<endl;

    cout<<"请输入初始化单链表的长度:"<<endl;
    Single_List* list1;
    cin>>len;
    list1 = tmp.Create(len);
    cout<<"第二个单链表如下:"<<endl; 
    tmp.Print(list1);
    cout<<endl;
    cout<<"排序后为:"<<endl;
    list1 = tmp.Sort(list1);
    tmp.Print(list1);
    cout<<endl;

    cout<<"合并后链表为:"<<endl;
    Single_List* merge_list = tmp.Merge(list,list1);
    tmp.Print(merge_list);
    cout<<endl;


    cout<<"请输入插入结点的位置:"<<endl;
    int index,data;
    cin>>index;
    cout<<"插入前单链表如下:"<<endl; 
    tmp.Print(list);
    cout<<endl<<"请输入插入结点的数值:"<<endl;
    cin>>data;
    list = tmp.Insert(list,index,data);
    cout<<"插入后单链表如下:"<<endl; 
    tmp.Print(list);
    cout<<endl;


    cout<<"请输入删除结点的位置:"<<endl;
    cin>>index;
    cout<<"删除前单链表如下:"<<endl; 
    tmp.Print(list);
    tmp.Deletekth(list,index);
    cout<<endl<<"删除后单链表如下:"<<endl; 
    tmp.Print(list);
    cout<<endl;

    cout<<"请输入删除结点的数值:"<<endl;
    cin>>data;
    cout<<"删除前单链表如下:"<<endl; 
    tmp.Print(list);
    tmp.DeleteN(list,data);
    cout<<endl<<"删除后单链表如下:"<<endl; 
    tmp.Print(list);
    cout<<endl;

    cout<<"逆转单链表前,单链表如下:"<<endl;
    tmp.Print(list);
    cout<<endl<<"逆转单链表后,单链表如下:"<<endl;
    list = tmp.Reverse(list); 
    tmp.Print(list); 

    return 0;
 } 

代码和截图有点不一样,因为功能写的太多了,每个功能截个图,但把所有功能跑一边很麻烦。所以截图是只运行了一个功能,其他给注释了,请谅解。 创建与排序功能: 链表为空时(这里不包含头结点)

这里写图片描述
这里写图片描述

链表不为空时

这里写图片描述
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合并功能(这里是2个升序序列的合并

这里写图片描述
这里写图片描述

插入功能: 链表为空时的插入:

这里写图片描述
这里写图片描述

插入到链表末尾的情况,此时链表非空:

这里写图片描述
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插入到中间的情况:

这里写图片描述
这里写图片描述

按位置删除的情况:

这里写图片描述
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按值删除的情况:

这里写图片描述
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逆序功能:

这里写图片描述
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原始发表:2017-08-13,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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