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C++链式结构详解

2023-06-24 07:08:42 深夜i -- --

C++ 链式结构详解链表数据结构

链式结构是一种常见的数据存储方式，C++语言中也提供了丰富的链式结构操作函数，本文将详细介绍基本概念、实现方法和常用操作函数。

一、概念

链式结构是指以节点为基本单位，通过节点之间的指针关系连接起来的数据结构。节点包含数据和指向其后继节点的指针，最后一个节点的指针为空指针。链式结构一般包含头指针和尾指针，头指针指向链表的第一个节点，尾指针指向链表的最后一个节点。

二、实现方法

链式结构的实现方法有两种：单链表和双链表。单链表的每个节点只包含一个指向后继节点的指针，而双链表的每个节点既包含指向前驱节点的指针也包含指向后继节点的指针。两种实现方法均可通过C++语言中的类来实现，其中节点可以用结构体或类来表示，而链表则可以用一个包含指向头、尾节点指针的类来表示。

三、常用操作函数

1.链表的创建和初始化：

链表的创建和初始化可以用一个构造函数来实现，如下所示：

template<typename T>class Node
{
public:
  T data;
  Node<T>* next;
  Node(T value, Node<T>* p = nullptr)
  
    data = value;
    next = p;
  
};
template<typename T>class LinkedList
{
public:
  Node<T>* head;
  Node<T>* tail;
  LinkedList()
  
    head = tail = nullptr;
  
  LinkedList(T n)
  {
    head = new Node<T>(n);
    tail = head;
  }
  LinkedList(T arr[], int len)
  {
    head = new Node<T>(arr[0]);
    tail = head;
    for (int i = 1; i < len; i++)
    {
      tail->next = new Node<T>(arr[i]);
      tail = tail->next;
    }
  }
};

2.在链表的头部插入一个节点：

template<typename T>
void insert_head(Node<T>* node, LinkedList<T>& list)
{
  node->next = list.head;
  list.head = node;
  if (list.tail == nullptr)
  
    list.tail = node;
  
}

3.在链表的尾部插入一个节点：

template<typename T>
Node<T>* insert_tail(T value, LinkedList<T>& list)
{
  Node<T>* node = new Node<T>(value);
  if (list.head == nullptr)
  
    list.head = list.tail = node;
  
  else
    list.tail->next = node;
    list.tail = node;
  
  return node;
}

4.删除链表中的一个节点：

template<typename T>
bool delete_node(Node<T>* node, LinkedList<T>& list)
{
  if (node == nullptr)
  
    return false;
  
  Node<T>* prev = nullptr;
  Node<T>* p = list.head;
  while (p != nullptr && p != node)
  
    prev = p;
    p = p->next;
  
  if (p == nullptr)
  
    return false;
  
  if (prev == nullptr)
  
    list.head = p->next;
  
  else
    prev->next = p->next;
  
  if (list.tail == p)
  
    list.tail = prev;
  
  delete p;
  return true;
}

5.查找链表中的一个节点：

template<typename T>
Node<T>* find_node(T value, LinkedList<T>& list)
{
  Node<T>* p = list.head;
  while (p != nullptr && p->data != value)
  
    p = p->next;
  
  return p;
}

综上，链式结构是一种非常实用的数据存储方式，C++语言提供了多种链式结构操作函数，使用链式结构可以更方便、高效的处理大量数据。

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