C++实现链表基本操作

前几天找实习的时候，一个面试官给我留了一个题，做一个链表demo，要求实现创建、插入、删除等操作。

链表是一种常见的数据结构，它是一种物理存储单元上非连续、非顺序的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接次序实现的。链表由一系列结点（链表中每一个元素称为结点）组成，结点可以在运行时动态生成。每个结点包括两个部分：一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域。

我是用C++代码来写的。首先，定义一个linklist.h文件，该文件定义了链表的结点和链表支持的方法。如下所示：

//linklist.h：定义链表结点和方法。
#include <string>
using namespace std;

struct Info
{
string name;	//姓名
int id;		//学号
};
//链表定义
struct Node
{
Info val;
Node *next;
Node(Info x):val(x),next(NULL) {}
};

class LinkList
{
public:
//构造函数
LinkList();
//在链表头部插入结点
void InsertHead(Info val);
//插入结点
void Insert(Info val,int pos);
//删除结点
void Remove(Info val);
//得到链表长度
int Length();
//链表反序
void Reverse();
//查找结点位置
int Find(Info val);
//打印链表
void Print();
//析构函数
~LinkList();
private:
Node *head;
int length;
};

然后，定义一个linklist.cpp文件，是链表方法的实现。如下所示：

//linklist.cpp：链表方法的实现。
#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include "linklist.h"
using namespace std;

//构造函数
LinkList::LinkList()
{
head = NULL;
length = 0;
}

//析构函数
LinkList::~LinkList()
{
Node *temp;
for(int i=0;i<length;i++)
{
temp=head;
head=head->next;
delete temp;
}
}

//得到链表长度
int LinkList::Length()
{
return length;
}

//在链表头部插入结点
void LinkList::InsertHead(Info val)
{
Insert(val,0);
}

//插入结点
void LinkList::Insert(Info val,int pos)
{
if(pos<0)
{
cout<<"pos must be greater than zero"<<endl;
return;
}
int index = 1;
Node *temp = head;
Node *node = new Node(val);
if(pos == 0)
{
node->next = temp;
head = node;
length++;
return;
}
while(temp!=NULL && index<pos)
{
temp=temp->next;
index++;
}
if(temp == NULL)
{
cout<<"Insert failed"<<endl;
return;
}
node->next = temp->next;
temp->next = node;
length++;
}

//删除结点
void LinkList::Remove(Info val)
{
int pos = Find(val);
if(pos == -1)
{
cout<<"Delete failed"<<endl;
return;
}
if(pos == 1)
{
head = head->next;
length--;
return;
}
int index = 2;
Node *temp = head;
while(index < pos)
temp = temp->next;
temp->next = temp->next->next;
length--;
}

//查找结点位置
int LinkList::Find(Info val)
{
Node *temp = head;
int index = 1;
while(temp!=NULL)
{
if(temp->val.name == val.name && temp->val.id == val.id)
return index;
temp = temp->next;
index ++;
}
return -1; //不存在返回-1
}

//链表反序
void LinkList::Reverse()
{
if(head==NULL)
return;
Node *curNode=head,*nextNode=head->next,*temp;
while(nextNode!=NULL)
{
temp=nextNode->next;
nextNode->next=curNode;
curNode=nextNode;
nextNode=temp;
}
head->next=NULL;
head=curNode;
}

//打印链表
void LinkList::Print()
{
if(head == NULL)
{
cout<<"LinkList is empty"<<endl;
return;
}
Node *temp = head;
while(temp!=NULL)
{
cout<<temp->val.name<<","<<temp->val.id<<endl;
temp=temp->next;
}
cout<<endl;
}

最后，定义一个main.cpp，用来测试链表功能，如下所示：

// main.cpp : 测试链表功能。
#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <string>
#include "linklist.h"
using namespace std;

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
LinkList head;
Info val1,val2,val3,val4;
val1.id =1,val1.name="Kevin",val2.id=2,val2.name="Cathy",val3.id=3,val3.name="Lucy",val4.id=4,val4.name="Gravin";

//测试插入功能
cout<<"Insert test:"<<endl;
head.InsertHead(val1);
head.Print();
head.Insert(val2,1);
head.Print();
head.Insert(val3,4);
head.Print();
head.InsertHead(val3);
head.Insert(val4,2);
head.Print();

//测试反序功能
cout<<"reverse test:"<<endl;
head.Reverse();
cout<<"reversed linklist is:"<<endl;
head.Print();

//测试删除功能
cout<<"remove test:"<<endl;
cout<<"the length of linklist is:"<<endl;
cout<<head.Length()<<endl;
head.Remove(val4);
head.Print();
cout<<"the length of linklist is:"<<endl;
cout<<head.Length()<<endl;
head.Remove(val4);
head.Print();
return 0;
}

测试结果如下图：