C++實現單鏈表的12種基本操作

C++單鏈表的操作
2017-12-25


  1 // 單鏈表.cpp: 定義控制台應用程序的入口點。
//Author:kgvito 
//Date: 2017.12.25


#include "stdafx.h"
#include<iostream>
using namespace std;

typedef int DataType;
#define Node ElemType
#define ERROR NULL

//構建一個節點類
class Node                          
{
public:
    int data;     //數據域
    Node * next;  //指針域
};

//構建一個單鏈表類
class LinkList                      
{
public:
    LinkList();                      //構建一個單鏈表;
    ~LinkList();                  //銷毀一個單鏈表;
    void CreateLinkList(int n);   //創建一個單鏈表
    void TravalLinkList();        //遍歷線性表
    int GetLength();              //獲取線性表長度
    bool IsEmpty();               //判斷單鏈表是否為空
    ElemType * Find(DataType data); //查找節點
    void InsertElemAtEnd(DataType data);            //在尾部插入指定的元素
    void InsertElemAtIndex(DataType data,int n);    //在指定位置插入指定元素
    void InsertElemAtHead(DataType data);           //在頭部插入指定元素
    void DeleteElemAtEnd();       //在尾部刪除元素
    void DeleteAll();             //刪除所有數據
    void DeleteElemAtPoint(DataType data);     //刪除指定的數據
    void DeleteElemAtHead();      //在頭部刪除節點
private:
    ElemType * head;              //頭結點
};

//初始化單鏈表
LinkList::LinkList()                  
{
    head = new ElemType;            
    head->data = 0;               //將頭結點的數據域定義為0
    head->next = NULL;            //頭結點的下一個定義為NULL
}     

//銷毀單鏈表
LinkList::~LinkList()
{
    delete head;                 //刪除頭結點
} 

//創建一個單鏈表
void LinkList::CreateLinkList(int n)
{
    ElemType *pnew, *ptemp;
    ptemp = head;
    if (n < 0) {       //當輸入的值有誤時，處理異常
        cout << "輸入的節點個數有誤" << endl;
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    for (int i = 0; i < n;i++) {        //將值一個一個插入單鏈表中
        pnew = new ElemType;
        cout << "請輸入第" << i + 1 << "個值: " ;
        cin >> pnew->data;
        pnew->next = NULL;          //新節點的下一個地址為NULL
        ptemp->next = pnew;         //當前結點的下一個地址設為新節點
        ptemp = pnew;               //將當前結點設為新節點
    }
}

//遍歷單鏈表
void LinkList::TravalLinkList()
{
    if (head == NULL || head->next ==NULL) {
        cout << "鏈表為空表" << endl;
    }
    ElemType *p = head;                 //另指針指向頭結點
    while (p->next != NULL)        //當指針的下一個地址不為空時，循環輸出p的數據域
    {
        p = p->next;               //p指向p的下一個地址
        cout << p->data << " ";
    }
}

//獲取單鏈表的長度
int LinkList::GetLength()
{
    int count = 0;                  //定義count計數
    ElemType *p = head->next;           //定義p指向頭結點
    while (p != NULL)                //當指針的下一個地址不為空時，count+1
    {
        count++;                  
        p = p->next;                //p指向p的下一個地址
    }
    return count;                   //返回count的數據
}

//判斷單鏈表是否為空
bool LinkList::IsEmpty()
{
    if (head->next == NULL) {                 
        return true;
    }
    return false;
}

//查找節點
ElemType * LinkList::Find(DataType data)
{
    ElemType * p = head;
    if (p == NULL) {                           //當為空表時，報異常
        cout << "此鏈表為空鏈表" << endl;
        return ERROR;
    }
    else
    {
        while (p->next != NULL)               //循環每一個節點
        {
            if (p->data == data) {
                return p;                     //返回指針域
            }
            p = p->next;
        }
        return NULL;                           //未查詢到結果
    }
}

//在尾部插入指定的元素
void LinkList::InsertElemAtEnd(DataType data)
{
    ElemType * newNode = new ElemType;    //定義一個Node結點指針newNode
    newNode->next = NULL;         //定義newNode的數據域和指針域
    newNode->data = data;
    ElemType * p = head;              //定義指針p指向頭結點
    if (head == NULL) {           //當頭結點為空時，設置newNode為頭結點
        head = newNode;
    }
    else                          //循環知道最后一個節點，將newNode放置在最后
    {
        while (p->next != NULL)
        {
            p = p->next;
        }
        p->next = newNode;
    }
}

//在指定位置插入指定元素
void LinkList::InsertElemAtIndex(DataType data,int n)
{
    if (n<1 || n>GetLength())                   //輸入有誤報異常
        cout << "輸入的值錯誤" << endl;
    else
    {
        ElemType * ptemp = new ElemType;        //創建一個新的節點
        ptemp->data = data;                     //定義數據域
        ElemType * p = head;                    //創建一個指針指向頭結點
        int i = 1;
        while (n > i)                           //遍歷到指定的位置
        {
            p = p->next;
            i++;
        }
        ptemp->next = p->next;                 //將新節點插入到指定位置
        p->next = ptemp;
    }
}

//在頭部插入指定元素
void LinkList::InsertElemAtHead(DataType data)
{
    ElemType * newNode = new ElemType;    //定義一個Node結點指針newNode
    newNode->data = data;
    ElemType * p = head;              //定義指針p指向頭結點
    if (head == NULL) {           //當頭結點為空時，設置newNode為頭結點
        head = newNode;
    }
    newNode->next = p->next;          //將新節點插入到指定位置
    p->next = newNode;
}

//在尾部刪除元素
void LinkList::DeleteElemAtEnd()
{
    ElemType * p = head;          //創建一個指針指向頭結點
    ElemType * ptemp = NULL;      //創建一個占位節點
    if (p->next == NULL) {        //判斷鏈表是否為空
        cout << "單鏈表空" << endl;
    }
    else
    {
        while (p->next != NULL)   //循環到尾部的前一個
        {
            ptemp = p;            //將ptemp指向尾部的前一個節點
            p = p->next;          //p指向最后一個節點
        }
        delete p;                //刪除尾部節點
        p = NULL;
        ptemp->next = NULL;
    }
}

//刪除所有數據
void LinkList::DeleteAll()
{
    ElemType * p = head->next;
    ElemType * ptemp = new ElemType;
    while (p != NULL)                    //在頭結點的下一個節點逐個刪除節點
    {
        ptemp = p;
        p = p->next;
        head->next = p;
        ptemp->next = NULL;
        delete ptemp;
    }
    head->next = NULL;                 //頭結點的下一個節點指向NULL
}

//刪除指定的數據
void LinkList::DeleteElemAtPoint(DataType data)
{
    ElemType * ptemp = Find(data);    //查找到指定數據的節點位置
    if (ptemp == head->next) {        //判斷是不是頭結點的下一個節點，如果是就從頭部刪了它
        DeleteElemAtHead();
    }
    else
    {
        ElemType * p = head;          //p指向頭結點
        while (p->next != ptemp)      //p循環到指定位置的前一個節點
        {
            p = p->next;
        }
        p->next = ptemp->next;         //刪除指定位置的節點
        delete ptemp;
        ptemp = NULL;               
    }

}

//在頭部刪除節點
void LinkList::DeleteElemAtHead()
{
    ElemType * p = head;
    if (p == NULL || p->next == NULL) {   //判斷是否為空表，報異常
        cout << "該鏈表為空表" << endl;
    }
    else
    {
        ElemType * ptemp = NULL;      //創建一個占位節點
        p = p->next;
        ptemp = p->next;              //將頭結點的下下個節點指向占位節點
        delete p;                     //刪除頭結點的下一個節點
        p = NULL;
        head->next = ptemp;           //頭結點的指針更換
    }
}

//測試函數
int main()
{
    LinkList l;
    int i;
    cout << "1.創建單鏈表   2.遍歷單鏈表   3.獲取單鏈表的長度   4.判斷單鏈表是否為空   5.獲取節點\n";
    cout << "6.在尾部插入指定元素   7.在指定位置插入指定元素   8.在頭部插入指定元素\n";
    cout<<"9.在尾部刪除元素   10.刪除所有元素   11.刪除指定元素   12.在頭部刪除元素   0.退出" << endl;
    do
    {
        cout << "請輸入要執行的操作: ";
        cin >> i;
        switch (i)
        {
        case 1:
            int n;
            cout << "請輸入單鏈表的長度: ";
            cin >> n;
            l.CreateLinkList(n);
            break;
        case 2:
            l.TravalLinkList();
            break;
        case 3:
            cout << "該單鏈表的長度為" << l.GetLength() << endl;
            break;
        case 4:
            if (l.IsEmpty() == 1)
                cout << "該單鏈表是空表" << endl;
            else
            {
                cout << "該單鏈表不是空表" << endl;
            }
            break;
        case 5:
            DataType data;
            cout << "請輸入要獲取節點的值: ";
            cin >> data;
            cout << "該節點的值為" << l.Find(data)->data << endl;
            break;
        case 6:
            DataType endData;
            cout << "請輸入要在尾部插入的值: ";
            cin >> endData;
            l.InsertElemAtEnd(endData);
            break;
        case 7:
            DataType pointData;
            int index;
            cout << "請輸入要插入的數據: ";
            cin >> pointData;
            cout << "請輸入要插入數據的位置: ";
            cin >> index;
            l.InsertElemAtIndex(pointData, index);
            break;
        case 8:
            DataType headData;
            cout << "請輸入要在頭部插入的值: ";
            cin >> headData;
            l.InsertElemAtHead(headData);
            break;
        case 9:
            l.DeleteElemAtEnd();
            break;
        case 10:
            l.DeleteAll();
            break;
        case 11:
            DataType pointDeleteData;
            cout << "請輸入要刪除的數據: ";
            cin >> pointDeleteData;
            l.DeleteElemAtPoint(pointDeleteData);
            break;
        case 12:
            l.DeleteElemAtHead();
            break;
        default:
            break;
        }
    }while (i != 0);

    system("pause");
    return 0;
}