【数据结构】链表
2016-03-25 08:22
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带头节点单链表
数据结构定义
带头节点的循环链表
双向链表
经典面试题：快慢指针实现高速找到链表的中间元素（带头结点单链表）
数据结构定义
ListNode.h
#ifndef LISTNODE_H
#define LISTNODE_H
template<class T> class ListNode
{
private:
T data;
ListNode<T> *next;
public:
ListNode();
ListNode(T value);
int Getdata();
ListNode<T>* Getnext();
void Setnext(ListNode<T>* p);
};
template<class T>ListNode<T>::ListNode():next(NULL){}
template<class T> ListNode<T>::ListNode(T value):data(value),next(NULL){}
template<class T> int ListNode<T>::Getdata()
{
return data;
}
template<class T> ListNode<T>* ListNode<T>::Getnext()
{
return next;
}
template<class T> void ListNode<T>::Setnext(ListNode<T>* p)
{
next=p;
}
#endif带头结点单链表的全部操作实现LinkList.h
#include<iostream>
#include "ListNode.h"
using namespace std;
template<class T>class LinkList
{
private:
ListNode<T> *head;
ListNode<T> *tail;
public:
LinkList();
bool IsEmpty();
int ListLength(); //不包含头结点
void AddHead(T value);
void AddTail(T value); //从第0个位置開始,第0个元素是除过头结点的节点
T GetAtIndex(int index);
bool InsertAt(int index,T value);
bool RemoveAt(int index,T &value);
bool RemoveAtPtr(ListNode<T>* del);
ListNode<T>* GetHead();
ListNode<T>* GetTail();
ListNode<T>* GetNodePtr(int index);
void DestroyList();
void TraverseList();
};
template<class T> LinkList<T>::LinkList()
{
head=new ListNode<T>;
tail=head;
}
template<class T> bool LinkList<T>::IsEmpty()
{
if (head->Getnext()==NULL)
return 1;
return 0;
}
template<class T> int LinkList<T>::ListLength()
{
int len=0;
ListNode<T>*p=head->Getnext();
while (p)
{
len++;
p=p->Getnext();
}
return len;
}
template<class T> void LinkList<T>::AddHead(T value)
{
ListNode<T>* p=new ListNode<T>(value);
p->Setnext(head->Getnext());
head->Setnext(p);
}
template<class T> void LinkList<T>::AddTail(T value)
{
ListNode<T>* p=new ListNode<T>(value);
tail->Setnext(p);
tail=tail->Getnext();
}
template<class T> T LinkList<T>::GetAtIndex(int index)
{
if(index>ListLength()||index<0)
{
cout<<"选择位置不对!\n";
return -1;//出错
}
int i=0;
ListNode<T>* p=head->Getnext();
while (i<index)
{
p=p->Getnext();//跳出的时候P指向index节点
i++;
}
return p->Getdata();
}
template<class T> bool LinkList<T>::InsertAt(int index,T value)
{
if(index>ListLength()||index<0)
{
cout<<"插入位置不对!\n";
return 0;//出错
}
int i=-1;
ListNode<T>* p=head;
ListNode<T>* add=new ListNode<T>(value);
while (i<index-1)
{
p=p->Getnext();//跳出的时候P指向index的前一个节点
i++;
}
add->Setnext(p->Getnext());
p->Setnext(add);
return 1;
}
template<class T> bool LinkList<T>::RemoveAt(int index,T &value)
{
if(index>ListLength()||index<0)
{
cout<<"删除位置不对!\n";
return 0;//出错
}
int i=-1;
ListNode<T>* p=head;
while (i<index-1)
{
p=p->Getnext();//跳出的时候P指向index的前一个节点
i++;
}
ListNode<T>* del=p->Getnext();
p->Setnext(del->Getnext());
value=del->Getdata();
delete del;
return 1;
}
template<class T> bool LinkList<T>::RemoveAtPtr(ListNode<T>*del)
{
ListNode<T>* p=GetHead();
while(p->Getnext()!=del)
p=p->Getnext();//跳出时p->next==del;
ListNode<T>* ptrdel=p->Getnext();
p->Setnext(ptrdel->Getnext());
delete ptrdel;
return 1;
}
template<class T> ListNode<T>* LinkList<T>::GetHead()
{
return head;
}
template<class T> ListNode<T>* LinkList<T>::GetTail()
{
return tail;
}
template<class T> ListNode<T>* LinkList<T>::GetNodePtr(int index)
{
ListNode<T>* p=head->Getnext();
int i=0;
while (i<index)
{
p=p->Setnext(p);
i++;
}
return p;
}
template<class T> void LinkList<T>::DestroyList()
{
while (head->Getnext())
{
ListNode<T> * del=head->Getnext();
head->Setnext(del->Getnext());
delete del;
}
}
template<class T> void LinkList<T>::TraverseList()
{
if (IsEmpty())
cout<<"链表为空";
ListNode<T>*p=head->Getnext();
while (p)
{
cout<<p->Getdata()<<endl;
p=p->Getnext();
}
}
測试：
#include "LinkList.h"
#include "ListNode.h"
#include <iostream>
using namespace std;
void main()
{
LinkList<int> myList1;
LinkList<int> myList2;
myList1.AddTail(2);
myList1.AddTail(4);
myList1.AddTail(6);
myList1.AddTail(8);
myList1.AddTail(10);
myList1.RemoveAtPtr(myList1.GetHead()->Getnext());
cout<<"myList1元素:\n";
myList1.TraverseList();
myList2.AddTail(3);
myList2.AddTail(3);
myList2.AddTail(5);
myList2.AddTail(7);
myList2.AddTail(12);
cout<<"myList2元素:\n";
myList2.TraverseList();
cout<<"合并后的链表元素:\n";
int pos=0;
ListNode<int>* p=myList2.GetHead()->Getnext();
while (p&&pos<myList1.ListLength())
{
if (p->Getdata()<myList1.GetAtIndex(pos))
{
myList1.InsertAt(pos,p->Getdata());
// ListNode<int> *del=p;
p=p->Getnext();
// myList2.RemoveAtPtr(del);//删除指针相应的节点
int s;
myList2.RemoveAt(0,s);//删除首节点 也就是删除第0个元素
}
pos++;
}
if (p)
{
myList1.GetTail()->Setnext(p);
}
myList1.TraverseList();
getchar();
}不带头结点单链表不带头结点单链表
/************************************************************************/
/* 无头结点链表的创建 */
/************************************************************************/
#include <iostream.h>
typedef struct node
{
int data;
struct node *next;
}Node,*LinkList;
LinkList CreateListHead();//头插创建链表
LinkList CreateListRear();//尾插创建链表
void TraverseList(LinkList L);//遍历链表
bool IsEmpty(LinkList L);//推断是否为空
int ListLength(LinkList L);//链表长度
bool GetElem(LinkList L,int i,int &e);//获取第i个元素给e
bool InsertElem(LinkList &L,int i,int e);//第i个位置插入元素e
bool DeleteIndexElem(LinkList &L,int i);//第i个位置插入元素e
bool DeletePointElem(LinkList &L,LinkList del);//第i个位置插入元素e
bool DestroyList(LinkList &L);//销毁链表
/*头插法*/
LinkList CreateListHead()
{
LinkList head=NULL;
for (int i=1;i<42;i++)
{
LinkList p=new Node;
p->data=i;
p->next=head;
head=p;
}
return head;
}
/*尾插法*/
LinkList CreateListRear()
{
LinkList head=NULL;
LinkList tail=head;
for (int i=1;i<42;i++)
{
LinkList p=new Node;
p->data=i;
p->next=NULL;
if (i==1)
{
head=p;
tail=head;
}
else
{
tail->next=p;
tail=p;
}
}
return head;
}
void TraverseList(LinkList L)
{
LinkList p=L;
cout<<"链表元素为:"<<endl;
while (p)
{
cout<<p->data<<" ";
p=p->next;
}
cout<<endl;
}
bool IsEmpty(LinkList L)
{
if(L=NULL)
return 1;
return 0;
}
int ListLength(LinkList L)
{
int i=0;
LinkList p=L;
while (p)
{
i++;
p=p->next;
}
return i;
}
bool GetElem(LinkList L,int i,int &e)
{
int j=1;
LinkList p=L;
if (i<1||i>ListLength(L))
return false;
while (j<i)
{
p=p->next;
j++;
}
e=p->data;
return 1;
}
bool InsertElem(LinkList &L,int i,int e)
{
LinkList p=L;
int j=1;
LinkList temp=new Node;
if (i<1||i>ListLength(L))
return 0;
else if (1==i)
{
temp->data=e;
temp->next=L;
L=temp;
}
else
{
while (j<i-1)
{
p=p->next;
j++;
}
temp->data=e;
temp->next=p->next;
p->next=temp;
}
return 1;
}
bool DeleteIndexElem(LinkList& L,int i)
{
LinkList p=L;
int j=1;
if (i<1||i>ListLength(L))
return 0;
else if (1==i)
{
L=L->next;
delete(p);
}
else
{
while (j<i-1)
{
p=p->next;
j++;
}
LinkList temp=p->next;
p->next=p->next->next;
delete(temp);
}
return 1;
}
bool DeletePointElem(LinkList &L,LinkList del)
{
LinkList p=L;
if (del==L)
{
L=L->next;
delete p;
}
else
{
while (p->next!=del)
p=p->next;
p->next=del->next;
delete del;
}
return 1;
}
bool DestroyList(LinkList &L)
{
LinkList p=L;
while (L)
{
p=L;
L=L->next;
delete(p);
}
return 1;
}
// 測试
void main()
{
// int e;
LinkList List=CreateListRear();
TraverseList(List);
// GetElem(List,5,e);
// cout<<e<<endl;
// DeleteIndexElem(List,1);
// DeletePointElem(List,List->next);
// TraverseList(List);
}带头节点的循环链表
/************************************************************************/
/* 带头结点的循环链表的创建*/
/************************************************************************/
#include <iostream.h>
typedef struct node
{
int data;
struct node *next;
}Node,*LinkList;
LinkList CreateListHead();//头插创建链表
LinkList CreateListRear();//尾插创建链表
void TraverseList(LinkList L);//遍历链表
bool IsEmpty(LinkList L);//推断是否为空
int ListLength(LinkList L);//链表长度
bool GetElem(LinkList L,int i,int &e);//获取第i个元素给e
bool InsertElem(LinkList L,int i,int e);//第i个位置插入元素e
bool DeleteIndexElem(LinkList L,int i);//删除第i个位置的元素
bool DeletePointElem(LinkList L,LinkList del);//删除给定指针相应的元素第
void main()
{
// int e;
LinkList List=CreateListRear();
TraverseList(List);
// cout<<IsEmpty(List);
// cout<<ListLength(List);
// GetElem(List,44,e);
// cout<<e;
// InsertElem(List,41,100);
// TraverseList(List);
// DeleteIndexElem(List,1);
// TraverseList(List);
// DeleteIndexElem(List,40);
// TraverseList(List);
// DeletePointElem(List,List->next);
// TraverseList(List);
}
/*头插法*/
LinkList CreateListHead()
{
LinkList head=new Node;
head->next=head;
for (int i=1;i<42;i++)
{
LinkList p=new Node;
p->data=i;
p->next=head->next;
head->next=p;
}
return head;
}
/*尾插法*/
LinkList CreateListRear()
{
LinkList head=new Node;
head->next=head;
LinkList tail=head;
for (int i=1;i<42;i++)
{
LinkList p=new Node;
p->data=i;
p->next=head;
tail->next=p;
tail=p;
}
return head;
}
void TraverseList(LinkList L)
{
LinkList p=L->next;
cout<<"链表元素为:"<<endl;
while (p!=L)
{
cout<<p->data<<" ";
p=p->next;
}
cout<<endl;
}
bool IsEmpty(LinkList L)
{
if(L->next==L)
return 1;
return 0;
}
int ListLength(LinkList L)
{
int i=0;
LinkList p=L->next;
while (p!=L)
{
i++;
p=p->next;
}
return i;
}
bool GetElem(LinkList L,int i,int &e)
{
int j=0;
LinkList p=L;
if (i<1||i>ListLength(L))
return 0;
while (j<i)
{
p=p->next;
j++;
}
e=p->data;
return 1;
}
bool InsertElem(LinkList L,int i,int e)
{
LinkList p=L;
int j=0;
LinkList temp=new Node;
if (i<1||i>ListLength(L))
return 0;
while (j<i-1)
{
p=p->next;
j++;
}
temp->data=e;
temp->next=p->next;
p->next=temp;
return 1;
}
bool DeleteIndexElem(LinkList L,int i)
{
LinkList p=L;
int j=0;
if (i<1||i>ListLength(L))
return 0;
while (j<i-1)
{
p=p->next;
j++;
}
LinkList temp=p->next;
p->next=p->next->next;
delete(temp);
return 1;
}
bool DeletePointElem(LinkList L,LinkList del)
{
LinkList p=L;
while (p->next!=del)
p=p->next;
p->next=del->next;
delete del;
return 1;
}不带头结点的循环链表/************************************************************************/
/* 不带头结点的循环链表 */
/************************************************************************/
#include <iostream.h>
typedef struct node
{
int data;
struct node *next;
}Node,*LinkList;
LinkList CreateListHead();//头插创建链表
LinkList CreateListRear();//尾插创建链表
void TraverseList(LinkList L);//遍历链表
//bool IsEmpty(LinkList L);//推断是否为空
//int ListLength(LinkList L);//链表长度
//bool GetElem(LinkList L,int i,int &e);//获取第i个元素给e
// bool InsertElem(LinkList L,int i,int e);//第i个位置插入元素e
bool DeleteIndexElem(LinkList L,int i);//删除第i个位置的元素
bool DeletePointElem(LinkList &L,LinkList del);//删除给定指针相应的元素第
void Josephus(LinkList L);
// 測试
void main()
{
// int e;
LinkList List=CreateListRear();
TraverseList(List);
// DeletePointElem(List,List);
Josephus(List);
}
/*头插法*/
// LinkList CreateListHead()
// {
// LinkList head=NULL;
// for (int i=41;i>0;i--)
// {
// LinkList p=new Node;
// p->data=i;
// p->next=head;
// head=p;
// }
// return head;
// }
/*尾插法*/
LinkList CreateListRear()
{
LinkList head=NULL;
LinkList tail=head;
for (int i=1;i<42;i++)
{
LinkList p=new Node;
p->data=i;
p->next=head;
if (i==1)
{
head=p;
tail=head;
}
else
{
tail->next=p;
tail=p;
}
}
return head;
}
void TraverseList(LinkList L)
{
LinkList p=L;
cout<<"链表元素为:"<<endl;
while (p->next!=L)
{
cout<<p->data<<" ";
p=p->next;
}
cout<<p->data;
cout<<endl;
}
// bool IsEmpty(LinkList L)
// {
// if(L->next==L)
// return 1;
// return 0;
// }
// int ListLength(LinkList L)
// {
// int i=0;
// LinkList p=L->next;
// while (p!=L)
// {
// i++;
// p=p->next;
// }
// return i;
// }
// bool GetElem(LinkList L,int i,int &e)
// {
// int j=0;
// LinkList p=L;
// if (i<1||i>ListLength(L))
// return 0;
// while (j<i)
// {
// p=p->next;
// j++;
// }
// e=p->data;
// return 1;
// }
// bool InsertElem(LinkList L,int i,int e)
// {
// LinkList p=L;
// int j=0;
// LinkList temp=new Node;
// if (i<1||i>ListLength(L))
// return 0;
// while (j<i-1)
// {
// p=p->next;
// j++;
// }
// temp->data=e;
// temp->next=p->next;
// p->next=temp;
// return 1;
// }
// bool DeleteIndexElem(LinkList L,int i)
// {
// LinkList p=L;
// int j=0;
// if (i<1||i>ListLength(L))
// return 0;
// while (j<i-1)
// {
// p=p->next;
// j++;
// }
// LinkList temp=p->next;
// p->next=p->next->next;
// delete(temp);
// return 1;
// }
bool DeletePointElem(LinkList &L,LinkList del)
{
LinkList p=L;
if (del==L)
{
while (p->next!=del)
p=p->next;
L=L->next;
p->next=L;
delete del;
}
else
{
while (p->next!=del)
p=p->next;
p->next=del->next;
delete del;
}
return 1;
}
// 约瑟夫问题的解决方法
void Josephus(LinkList L)
{
LinkList p=L;
while (L)
{
cout<<p->next->next->data<<endl;
DeletePointElem(L,p->next->next);
p=p->next->next;
if(p->next==p)
break;
}
}双向链表
#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
typedef struct node
{
int data;
struct node *prior;
struct node *next;
}DNode,*DLinkList;
DLinkList CreateDList();
void TraverseList(DLinkList L);
bool IsEmpty(DLinkList L);
int Length(DLinkList L);
DLinkList GetElem(DLinkList L,int i);
bool InsertElem(DLinkList L,int i,int e);
bool DeleteElem(DLinkList L,int i,int &e);
void main()
{
DLinkList Dlist=CreateDList();
printf("list的元素:\n");
TraverseList(Dlist);
InsertElem(Dlist,3,3);
printf("插入元素后的list:\n");
TraverseList(Dlist);
}
DLinkList CreateDList()
{
//尾插法
DLinkList head=(DLinkList)malloc(sizeof(DNode));
DLinkList tail;
head->next=head->prior=NULL;//建立一个带头结点的空表
tail=head;
for (int i=0;i<4;i++)
{
DLinkList p=(DLinkList)malloc(sizeof(DNode));
scanf("%d",&p->data);
p->next=NULL;
p->prior=tail;
tail->next=p;
tail=p;
}
return head;
}
bool IsEmpty(DLinkList L)
{
if (L->next==NULL)
return 1;
return 0;
}
void TraverseList(DLinkList L)
{
if (!IsEmpty(L))
{
DLinkList p=L->next;
while (p!=NULL)
{
printf("%d\n",p->data);
p=p->next;
}
}
}
int Length(DLinkList L)
{
int len=0;
if (!IsEmpty(L))
{
DLinkList p=L->next;
while (p!=NULL)
{
len++;
p=p->next;
}
}
return len;
}
DLinkList GetElem(DLinkList L,int i)
{
DLinkList p=L->next;
int j=1;
if(i<1||i>Length(L))
{
return 0;
}
while (j<i)
{
p=p->next;
j++;
}
return p;
}
bool InsertElem(DLinkList L,int i,int e)
{
DLinkList p;
if(!(p=GetElem(L,i-1)))
return 0;
DLinkList s=(DLinkList)malloc(sizeof(DNode));
s->data=e;
s->next=p->next;
p->next->prior=s;
p->next=s;
s->prior=p;
return 1;
}经典面试题：快慢指针实现高速找到链表的中间元素（带头结点单链表）
#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
typedef struct node
{
int data;
struct node *next;
}Node,*LinkList;
LinkList CreateDList();
void TraverseList(LinkList L);
bool IsEmpty(LinkList L);
int Length(LinkList L);
LinkList GetElem(LinkList L,int i);
bool InsertElem(LinkList L,int i,int e);
//bool DeleteElem(LinkList L,int i,int &e);
int MidElem(LinkList L);//返回中间元素
void main()
{
LinkList list=CreateDList();
printf("list的元素:\n");
TraverseList(list);
// InsertElem(list,3,3);
// printf("插入元素后的list:\n");
// TraverseList(list);
printf("中间的元素为:%d\n",MidElem(list));
}
LinkList CreateDList()
{
//尾插法
LinkList head=(LinkList)malloc(sizeof(Node));
LinkList tail;
head->next=NULL;//建立一个带头结点的空表
tail=head;
for (int i=0;i<3;i++)
{
LinkList p=(LinkList)malloc(sizeof(Node));
scanf("%d",&p->data);
p->next=NULL;
tail->next=p;
tail=p;
}
return head;
}
bool IsEmpty(LinkList L)
{
if (L->next==NULL)
return 1;
return 0;
}
void TraverseList(LinkList L)
{
if (!IsEmpty(L))
{
LinkList p=L->next;
while (p!=NULL)
{
printf("%d\n",p->data);
p=p->next;
}
}
}
int Length(LinkList L)
{
int len=0;
if (!IsEmpty(L))
{
LinkList p=L->next;
while (p!=NULL)
{
len++;
p=p->next;
}
}
return len;
}
LinkList GetElem(LinkList L,int i)
{
LinkList p=L->next;
int j=1;
if(i<1||i>Length(L))
{
return 0;
}
while (j<i)
{
p=p->next;
j++;
}
return p;
}
bool InsertElem(LinkList L,int i,int e)
{
LinkList p;
if(!(p=GetElem(L,i-1)))
return 0;
LinkList s=(LinkList)malloc(sizeof(Node));
s->data=e;
s->next=p->next;
p->next=s;
return 1;
}
//快慢指针实现高速找到链表的中间元素
int MidElem(LinkList L)
{
LinkList p;
LinkList mid;
p=mid=L; //P必须指向头结点这样才干保证链表在不为空的下限时p->next->next是正确的语句
if (p->next==NULL)
return 0;//空链表
while(1)
{
if (p==NULL||p->next==NULL)//p为NULL时是奇数个数字的情况p->next==NULL是偶数个的情况
return mid->data;
else
{
p=p->next->next;
mid=mid->next;
}
}
}
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