单链表的基本操作实现
1.头文件
头文件和源文件分开有很多好处：可以提高编译速度、提高代码的可维护性、提高代码的可重用性和可扩展性，同时也可以使代码结构更清晰，方便代码的管理和维护。
LinkList.h
#pragma once
#include<assert.h>
//定义单链表节点
typedef struct LNode
{
int data;
LNode* next;
}LNode;
test.cpp
#include<iostream>
using namespace std;
#include"LinkList.h"
文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-723886.html
2.类定义和多种算法的实现
（下面所有函数都默认在类中实现）
我们以带头单向非循环链表为例:
带头单向非循环链表是一种链表数据结构，其中每个节点包含一个数据域和一个指向下一个节点的指针域。在这种链表中，有一个特殊的节点称为头节点，它指向链表的第一个节点。头节点不是链表的一部分，仅用于方便操作。
2.1创建空表
我们定义了一个名为LinkList的类，代表一个单链表。这个类有两个私有成员：一个指向LNode类型的指针_head，代表链表的头节点，以及一个整型变量_size，代表链表的大小。
//定义单链表类
class LinkList
{
public:
//默认构造函数
LinkList()
{
_head = new LNode(0);//创建头结点(哨兵位节点)
_size = 0;
}
private:
LNode* _head;
int _size;
};
2.2头插法创建n个元素的线性链表
先以头插单个元素为例：
我们可以先创建一个新的节点来存储该元素。然后，检查链表是否为空，如果为空，则新节点就是链表的第一个节点； 否则，新节点将插入到当前头节点的后面。插入完成后，_size（代表链表元素个数的变量）加1。
void push_front(const int& val)
{
//创建一个插入的新节点，将要插入的值val赋值给它
LNode* newnode = new LNode(val);
LNode* cur = _head->next;//保存原来第一个结点
//进行头插操作
_head->next = newnode;
_head->next->next = cur;//连接原来的第一个节点
_size++;
}
加上n循环即可实现头插法创建n个元素的线性链表
//头插法创建n个元素
void push_front_n()
{
cout << "请输入要插入的元素个数:";
int n;
cin >> n;
cout << endl;
cout << "输入要插入的元素:";
while (n)
{
int tmp;
cin >> tmp;
push_front(tmp);
n--;
}
}
2.3一个带头节点的链表存放一组整数，设计一个算法删除值等于x的所有节点。
无返回值版本
我们先检查链表是否为空，如果为空，则输出一条错误消息并返回。如果链表非空，它开始遍历链表，检查每个节点的下一个节点是否为要删除的节点。如果是，则删除该节点并释放其内存；如果不是，则移动到下一个节点。 在遍历过程中，保持对当前节点的引用，以防止删除连续的要删除的节点时出现问题。
//删除所有x的节点
void erase_all_x(int x)
{
LNode* cur = _head;
if (cur->next == nullptr)//判断是否为空链表
{
cout << "该链表为空不可删除\n";
return;
}
else
{
while (cur && cur->next)//删除的数据有可能连续，所以最好保持当前节点
{
if (cur->next->data == x)//如果下一个节点为要删除节点
{
LNode* tmp = cur->next;//用临时指针保存要删除的节点
cur->next = cur->next->next;//链表指向删除节点的下一个节点
delete tmp;//删除节点中的元素
tmp = nullptr;
}
else//如果下个节点不是删除节点，那直接指向下个节点
{
cur = cur->next;
}
}
}
}
有返回值版本
//删除所有x的节点，有删除节点返回true，无删除节点返回false
bool erase_all_x(int x)
{
LNode* cur = _head;
if (cur->next == nullptr)
{
cout << "该链表为空不可删除\n";
return false;
}
else
{
int count = 0;//设计一个计数器，统计是否有删除的节点
while (cur && cur->next)//删除的数据有可能连续，所以最好保持当前节点
{
if (cur->next->data == x)
{
count++;//有删除的节点，count++
LNode* tmp = cur->next;
cur->next = cur->next->next;//删除x节点
delete tmp;
tmp = nullptr;
}
else//如果下个节点不是删除节点，那直接指向下个节点
{
cur = cur->next;
}
}
if (count == 0)//count==0，则没有可以删除的节点
{
cout << "链表中没有可以删除的元素" << endl;
return false;
}
return true;
}
}
2.4计算线性表中值为偶数的节点个数
我们定义函数用于遍历链表并计算其中偶数节点的数量。首先，它检查链表是否为空，如果为空，则输出一条错误消息。如果链表非空，它开始遍历链表，检查每个节点的数据是否为偶数。如果是偶数，则计数器加1。 遍历完成后，输出链表中偶数节点的数量。
//打印链表中值为偶数的节点个数
void print_even_number()
{
LNode* cur = _head->next;
int count = 0;
if (cur == nullptr)
{
cout << "该链表为空，没有节点\n";
}
else//核心就在不断通过指针遍历寻找即可
{
while (cur)//遍历链表中的每一个节点
{
if (cur->data % 2 == 0)
{
count++;//如果cur为偶数，计数++;
}
cur = cur->next;
}
cout << "该链表中偶数节点的个数为:" << count << endl;
}
}
2.5一个带头节点的单链表heada存放一组整数，设计分裂heada算法，偶数放在heada中，奇数放在headb中
我们定义该函数用于将链表中的偶数节点和奇数节点分开，使得偶数节点在heada链表中，奇数节点在headb链表中。
函数使用两个指针cur1和cur2分别遍历heada和headb链表。在遍历过程中，如果当前节点的下一个节点是偶数节点，则保持原链表不变，移动cur1指针；
如果当前节点的下一个节点是奇数节点，则将其从原链表中删除，并添加到headb链表的末尾，同时移动cur1和cur2指针。 最后，函数返回修改后的heada和headb链表。
//分裂链表，偶数在heada中，奇数在headb中
void divide_LinkList(LNode* heada, LNode* headb)
{
LNode* cur1 = heada;
LNode* cur2 = headb;
while (cur1 && cur1->next)//退出循环的条件要cur1和cur1下个节点不为空
{
if (cur1->next->data % 2 == 0)//为偶数原链表不变
{
cur1 = cur1->next;//cur1直接向后移动
}
else//若链表为奇数，需要移动放入headb中
{
//交换链表节点操作
LNode* tmp = cur1->next;
cur1->next = cur1->next->next;
//调整cur2，使其获得cur1的节点，断开cur1节点的后面节点的连接
cur2->next = tmp;
cur2->next->next = nullptr;
//cur1和cur2各向后移动
cur2 = cur2->next;
}
}
}
3.main函数和源码实现
3.1测试实现：
test_LinkList1();
test_LinkList2();
test_LinkList3();
3.2LinkList.h
#pragma once
#include<assert.h>
//定义单链表节点
typedef struct LNode
{
int data;
LNode* next;
LNode(const int& val)
:data(val)
, next(nullptr)
{}
}LNode;
//定义单链表类
class LinkList
{
public:
//默认构造函数
LinkList()
{
_head = new LNode(0);//创建头结点(哨兵位节点)
_size = 0;
}
//拷贝构造函数 lt1(lt)
LinkList(const LinkList& lt)
{
LNode* oldcur = lt._head->next;
//这个this指针是新建的链表lt1的
this->_head = new LNode(0);
this->_size = 0;
LNode* newcur = _head;
while (oldcur)//深拷贝以完成链表的赋值操作
{
//将旧链表中的值赋值到新链表中
LNode* tmp = new LNode(oldcur->data);
//向后移动新旧链表节点
newcur->next = tmp;
newcur = newcur->next;
oldcur = oldcur->next;
_size++;
}
}
//析构函数
~LinkList()
{
LNode* cur = _head->next;
while (cur)
{
LNode* tmp = cur;
cur = cur->next;
delete tmp;
tmp = nullptr;
}
}
//单链表打印
void print()
{
LNode* cur = _head->next;
if (cur == nullptr)
{
cout << "该单链表为空\n";
}
else
{
cout << "该单链表中的元素为:";
while (cur)
{
printf("%d->", cur->data);
cur = cur->next;
}
cout << "NULL\n";
}
}
//单链表尾插
void push_back(const int& val)
{
LNode* newnode = new LNode(val);
LNode* cur = _head;
while (cur && cur->next)//找到尾结点
{
cur = cur->next;
}
cur->next = newnode;//尾插
_size++;
}
//单链表头插
void push_front(const int& val)
{
LNode* newnode = new LNode(val);
LNode* cur = _head->next;
_head->next = newnode;
_head->next->next = cur;
_size++;
}
//单链表尾删
void pop_back()
{
LNode* cur = _head->next;
LNode* prev = _head;
if (cur == nullptr)
{
cout << "单链表为空不可删除\n";
}
else
{
while (cur && cur->next)//找到尾结点和前一个节点
{
cur = cur->next;
prev = prev->next;
}
prev->next = nullptr;
delete cur;
cur = nullptr;
_size--;
}
}
//单链表头删
void pop_front()
{
LNode* cur = _head->next;
if (cur == nullptr)
{
cout << "单链表为空不可删除\n";
}
else
{
_head->next = cur->next;
delete cur;
cur = nullptr;
_size--;
}
}
//头插法创建n个元素
void push_front_n()
{
cout << "请输入要插入的元素个数:";
int n;
cin >> n;
cout << endl;
cout << "输入要插入的元素:";
while (n)
{
int tmp;
cin >> tmp;
push_front(tmp);
//LNode* newnode = new LNode(tmp);
//LNode* cur = _head->next;
//if (cur == nullptr)
//{
// _head->next = newnode;
//}
//else
//{
// newnode->next = cur;
// _head->next = newnode;
//}
n--;
//_size++;
}
}
//删除第n个元素
void erase(int n)
{
assert(n > 0 && n <= _size);
LNode* cur = _head;
if (cur->next == nullptr)
{
cout << "该链表为空不可删除\n";
return;
}
else
{
LNode* tmp = cur;
while (n)//找到删除节点的前一个位置
{
tmp = cur;
cur = cur->next;
n--;
}
tmp->next = tmp->next->next;
delete cur;
cur = nullptr;
}
}
//单链表节点个数
void print_size()
{
cout << "单链表节点个数为:" << _size << endl;
}
//删除所有x的节点，有删除节点返回true，无删除节点返回false
bool erase_all_x(int x)
{
LNode* cur = _head;
if (cur->next == nullptr)
{
cout << "该链表为空不可删除\n";
return false;
}
else
{
int count = 0;//设计一个计数器，统计是否有删除的节点
while (cur && cur->next)//删除的数据有可能连续，所以最好保持当前节点
{
if (cur->next->data == x)
{
count++;//有删除的节点，count++
LNode* tmp = cur->next;
cur->next = cur->next->next;//删除x节点
delete tmp;
tmp = nullptr;
}
else//如果下个节点不是删除节点，那直接指向下个节点
{
cur = cur->next;
}
}
if (count == 0)//count==0，则没有可以删除的节点
{
cout << "链表中没有可以删除的元素" << endl;
return false;
}
return true;
}
}
//打印链表中值为偶数的节点个数
void print_even_number()
{
LNode* cur = _head->next;
int count = 0;
if (cur == nullptr)
{
cout << "该链表为空，没有节点\n";
}
else
{
while (cur)//遍历链表中的每一个节点
{
if (cur->data % 2 == 0)
{
count++;//如果cur为偶数，计数++;
}
cur = cur->next;
}
cout << "该链表中偶数节点的个数为:" << count << endl;
}
}
//返回当前链表的头结点
LNode* get_head()
{
return _head;
}
//分裂链表，偶数在heada中，奇数在headb中
void divide_LinkList(LNode* heada, LNode* headb)
{
LNode* cur1 = heada;
LNode* cur2 = headb;
while (cur1 && cur1->next)
{
if (cur1->next->data % 2 == 0)//为偶数原链表不变
{
cur1 = cur1->next;
}
else//若链表为奇数，需要移动放入headb中
{
//交换链表节点操作
LNode* tmp = cur1->next;
cur1->next = cur1->next->next;
cur2->next = tmp;
cur2->next->next = nullptr;
//cur1和cur2各向后移动
cur2 = cur2->next;
}
}
}
private:
LNode* _head;
int _size;
};
文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-723886.html
3.3test.cpp
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<iostream>
using namespace std;
#include"LinkList.h"
void test_LinkList1()
{
LinkList lt;
//链表打印
lt.print();
//测试空链表删除
lt.pop_front();
//尾插
lt.push_back(1);
lt.push_back(2);
lt.push_back(3);
lt.push_back(4);
lt.print();
//头插
lt.push_front(5);
lt.push_front(6);
lt.push_front(7);
lt.push_front(8);
lt.print();
//打印链表节点
lt.print_size();
//尾删
lt.pop_back();
lt.pop_back();
lt.print();
//头删
lt.pop_front();
lt.pop_front();
lt.print();
lt.print_size();
}
void test_LinkList2()
{
//头插法创建n个元素的链表
LinkList lt;
lt.push_front_n();
lt.print();
lt.print_size();
}
void test_LinkList3()
{
LinkList lt;
lt.push_back(1);
lt.push_back(2);
lt.push_back(3);
lt.push_back(4);
lt.push_back(5);
lt.push_back(6);
lt.push_back(7);
lt.push_back(8);
lt.push_back(9);
lt.push_back(10);
lt.print();
lt.print_size();
lt.push_back(6);
lt.push_back(6);
lt.push_back(6);
//删除第11节点的元素
lt.erase(11);
lt.print();
//删除所有元素为6的节点
cout << "是否删除成功:" << lt.erase_all_x(6) << endl;
lt.print();
cout << "是否删除成功:" << lt.erase_all_x(6) << endl;
lt.print();
//打印所有节点为偶数的个数
lt.print_even_number();
//拷贝构造函数
LinkList lt1(lt);
lt1.print();
lt1.print_size();
//编译器生成了默认的赋值运算符重载
LinkList lt2 = lt1;
lt2.print();
//创建空链表
LinkList lt3;
lt3.print();
lt1.push_back(11);
lt1.push_back(14);
lt1.push_back(12);
lt1.push_back(13);
lt1.print();
//分离链表lt1，使lt1只含有偶数，lt3只含有奇数
lt1.divide_LinkList(lt1.get_head(), lt3.get_head());
lt1.print();
lt3.print();
}
int main()
{
//不想输入数据就调用test_LinkList1()或test_LinkList3();
//test_LinkList1();
//test_LinkList2();
test_LinkList3();
return 0;
}
到了这里，关于数据结构上机练习——单链表的基本操作、头文件、类定义、main函数、多种链表算法的实现，含注释的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！
