简单双向链表（C++模版技术实现）

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// C++ 模版技术实现简单双向链表示例.
//

#include <cstdlib>
#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <stdexcept>

// 双向链表类模版前置声明
template <typename T> class DoublyLinkedList;

//
// 双向链表节点类模版.
//
template <typename T>
class Node
{
friend class DoublyLinkedList<T>;

private:
T _value;
Node<T> *_pPrior, *_pNext;

public:
Node(void)
: _pPrior(NULL)
, _pNext(NULL)
{ NULL; }

explicit Node(const T &val)
: _value(val)
, _pPrior(NULL)
, _pNext(NULL)
{ NULL; }

T& getValue(void)
{ return _value; }

Node<T>* getPrior(void)
{ return _pPrior; }

Node<T>* getNext(void)
{ return _pNext; }
};

//
// 双向链表类模版
//
template <typename T>
class DoublyLinkedList
{
private:
Node<T> *_pHead;

public:
DoublyLinkedList(void);
~DoublyLinkedList(void);
void clear(void);
size_t length(void) const;
T& visit(const size_t pos);
Node<T>* add(const T &val);
Node<T>* insert(const size_t pos, const T &val);
Node<T>* search(const T &val) const;
Node<T>* remove(const size_t pos);
};

template <typename T>
DoublyLinkedList<T>::DoublyLinkedList(void)
{
_pHead = new Node<T>();
}

template <typename T>
DoublyLinkedList<T>::~DoublyLinkedList(void)
{
clear();
delete _pHead;
}

//
// 清空链表中插入的所有节点，头节点除外.
//
template <typename T>
void DoublyLinkedList<T>::clear(void)
{
for (Node<T> *pDel = _pHead->_pNext; NULL != pDel; pDel = _pHead->_pNext)
{
_pHead->_pNext = pDel->_pNext;
#if !defined(NDEBUG)
std::cout << "删除值：" << pDel->_value << std::endl;
#endif
delete pDel;
}
}

//
// 求节点总数，排除头结点.
//
template <typename T>
size_t DoublyLinkedList<T>::length(void) const
{
size_t len = 0;

for (Node<T> *pTemp = _pHead->_pNext; NULL != pTemp; ++len)
{ pTemp = pTemp->_pNext; }

return len;
}

//
// 在指定位置 pos 插入节点，若 pos 过大，则在表尾插入.返回插入节点指针.
//
template <typename T>
T& DoublyLinkedList<T>::visit(const size_t pos)
{
Node<T> *pVisit = _pHead->_pNext;

for (size_t i = 0; NULL != pVisit && i < pos; ++i, pVisit = pVisit->_pNext)
{ NULL; }

if (NULL == pVisit)
{
throw std::overflow_error("访问链表节点越界 !");
}

return pVisit->_value;
}

//
// 在链表头节点后插入新节点.
//
template <typename T>
Node<T>* DoublyLinkedList<T>::add(const T &val)
{
Node<T> *pNew = new Node<T>(val);

pNew->_pNext = _pHead->_pNext;
_pHead->_pNext = pNew;

return pNew;
}

//
// 在指定位置 pos 插入节点，若 pos 过大，则在表尾插入.返回插入节点指针.
//
template <typename T>
Node<T>* DoublyLinkedList<T>::insert(const size_t pos, const T &val)
{
Node<T> *pPrev = _pHead;

for (size_t i = 0; NULL != pPrev->_pNext && i < pos; ++i)
{ pPrev = pPrev->_pNext; }

Node<T> *pNew = new Node<T>(val);
pNew->_pNext = pPrev->_pNext;
pPrev->_pNext = pNew;

#if !defined(NDEBUG)
std::cout << "插入节点：" << pNew->_value << std::endl;
#endif

return pNew;
}

//
// 根据指定的数据值查找节点，找到返回节点指针，否则返回 NULL.
//
template <typename T>
Node<T>* DoublyLinkedList<T>::search(const T &val) const
{
Node<T> *pTemp = _pHead->_pNext;

for (NULL; NULL != pTemp && val != pTemp->_value; pTemp = pTemp->_pNext)
{ NULL; }

return pTemp;
}

//
// 删除指定位置节点，并返回前一节点指针，
// 若 pos 过大则不删除，返回最后一个节点指针.
//
template <typename T>
Node<T>* DoublyLinkedList<T>::remove(const size_t pos)
{
Node<T> *pPrev = _pHead;

for (size_t i = 0; NULL != pPrev->_pNext && i < pos; ++i)
{
pPrev = pPrev->_pNext;
}

if (NULL != pPrev->_pNext)
{
Node<T> *pDel = pPrev->_pNext;
pPrev->_pNext = pDel->_pNext;
#if !defined(NDEBUG)
std::cout << "删除节点：" << pDel->_value << std::endl;
#endif
delete pDel;
}

return pPrev;
}

//
// 在 main 函数结束后调用，防止控制台一闪而过.
//
void calledAfterMain(void)
{
system("pause");
}

//
// 测试链表
//
int main(void)
{
const size_t MAX_LIST_SIZE = 10;
DoublyLinkedList<int> linkedList;

for (size_t i = 0; i < MAX_LIST_SIZE; ++i)
{
// linkedList.insert(i, i);
linkedList.add(i);
}

std::cout << "链表长度: " << linkedList.length() << std::endl;

try
{
for (size_t i = 0; i < MAX_LIST_SIZE + 1; ++i)
{
std::cout << std::setw(3) << linkedList.visit(i);
}
std::cout << std::endl;
}
catch (const std::exception &e)
{
std::cout << std::endl << e.what() << std::endl;
}

atexit(calledAfterMain);
return EXIT_SUCCESS;
}