C++实现链表

/*关于链表如果感觉很迷惑就画图，这样理解起来会更容易
*
*/

#include <iostream>
using namespace std;

typedef int T;
class List//链表类
{
struct Node//节点类
{
T data;//节点里的数据
Node* next;//指向下一个节点的指针
Node(const T& d = T()):data(d), next(NULL){}//节点类的构造函数，零初始化
};
Node* head;//头指针用来保存头节点的地址，不是节点，也即指向第一个节点的指针
int len;//链表的长度，从0开始
public:
List ():head(NULL), len(0){}//链表的构造函数
bool empty()const//判断链表是否为空
{
return head == NULL;
}
void push_front(const T& d)//前插，在链表的首部插入数据
{
Node* p = new Node(d);//动态创建链表中的节点，用数据d初始化节点，把地址赋给p。
//动态创建保证节点一直存在，如果用栈空间系统会自动释放
p -> next = head;//新节点中的地址成员指向头指针所指的地方
head = p;//头指针指向新节点
}
void travel()const//遍历链表
{
if(empty())
{
cerr << "链表为空！" << endl;
return;
}
Node* p = head;//将头指针的值赋给p
while(p != NULL)//只要p不等于NULL就表示没有到链表的结尾
{
cout << p->data << ' ';//输出节点里的数据
p = p -> next;//让p指向下一个节点
}
cout << endl;
}

int size()const//节点个数
{
int cnt = 0;
Node* p = head;
while(p != NULL)
{
++cnt;//与遍历整个链表相似，只是这里使用计数器记录节点的个数
p = p -> next;
}
return cnt;
}
void clear()//清空整个链表
{
while(head != NULL)//只要头指针没有为空，就表示链表中还有数据
{
Node* p = head->next;//定义一个临时指针暂存头指针指向节点里存储的下一个节点的地址
// 如果不暂存，直接delete的话，那么下面的地址也无法获得
delete head;//释放掉头指针所指的空间
head = p;//让头指针再指向下一个节点的地址，以便重新来过
}
len = 0;//最后是链表的长度变为0
}
~List()//析构函数
{
clear();//释放所有动态申请的空间
}
Node*& getptr(int pos)//注意！！返回的是引用根据节点编号（从0到size（））获得指向该节点的原始地址并返回
{
if(pos < 0|| pos > size())//判断节点编号是否合法
pos = 0;//如果不合法则将编号设置为0
if(pos == 0)//如果位置为0，即返回指向第一个节点的地址
return head;
Node* p = head;
for(int i = 1; i < pos; i++)
{
p = p->next;
}
return p->next;
}
void insert(const T& d, int pos)//根据位置插入节点
{
Node*& pn = getptr(pos);
Node* p = new Node(d);
p -> next = pn;
pn = p;
}
List& push_back(const T& d)//尾插，返回的是调用该函数的对象，所以可以连续调用
{
insert(d, size());
return *this;
}
/*void push_front(const T& d)//这样也可以
{
insert(d, 0);
}*/
void erase(int pos)//删除节点
{
if(pos < 0|| pos > size())
return;
Node*& pn = getptr(pos);
Node* p = pn;
pn = pn -> next;
delete p;
--len;
}
int find(const T& d)const//根据数据查找节点位置
{
Node* p = head;
int pos = 0;
while(p != NULL)
{
if(p->data == d)
return pos;
p = p -> next;
++pos;
}
return -1;
}
void remve(const T& d)//根据节点数据删除节点
{
int pos;
while((pos = find(d)) != -1)
erase(pos);
}
void set(int pos, const T& d)//根据节点位置修改节点数据
{
if(pos < 0||pos > size())
return;
getptr(pos) -> data = d;
}
T front()const//返回首节点数据
{
if(empty())
throw "空";
return head -> data;
}
T back()//返回尾节点数据
{
if(empty())
throw "空";
Node*& p = getptr(size() - 1);//此处注意尾节点位置
return p->data;
}
};

int main()
{
List l;
l.push_front(10);
l.push_front(20);
l.push_front(30);
l.push_front(11);
l.push_front(22);
l.travel();
cout << "链表长度：" << l.size() << endl;
cout << "链表头数据：" << l.front() << endl;
cout << "链表尾数据：" << l.back() << endl;
l.insert(1000, 2);
l.travel();
cout << "链表长度：" << l.size() << endl;
cout << "链表头数据：" << l.front() << endl;
cout << "链表尾数据：" << l.back() << endl;
l.clear();
l.travel();
return 0;
}