C++實現雙向鏈表

目錄

• C++實現雙向鏈表
  • 雙向鏈表測試文件(LinkList.cpp)

雙向鏈表(雙鏈表)是鏈表的一種。和單鏈表一樣，雙鏈表也是由節點組成，它的每個數據結點中都有兩個指針，分別指向直接后繼和直接前驅。所以，從雙向鏈表中的任意一個結點開始，都可以很方便地訪問它的前驅結點和后繼結點。一般我們都構造雙向循環鏈表。

C++實現雙向鏈表

雙向鏈表頭文件(LinkList.h)

#pragma once
#ifndef _LINK_LIST_H
#define _LINK_LIST_H

#include <iostream>
using namespace std;

template<class T>
struct DNode
{
	public:
		T value;
		DNode *prev;
		DNode *next;

	public:
		DNode() {}
		DNode(T t, DNode *prev, DNode *next) {
			this->value = t;
			this->prev = prev;
			this->next = next;
		}
};

template<class T>
class DoubleLink {
	public:
		DoubleLink();
		~DoubleLink();

		int size();
		int isEmpty();

		T get(int index);
		T getFirst();
		T getLast();

		int insert(int index, T t);
		int insertFirst(T t);
		int appendLast(T t);

		int del(int index);
		int delFirst();
		int delLast();
	private:
		int count;
		DNode<T> *pHead;
	private:
		DNode<T> *getNode(int index);
};

template<class T>
DoubleLink<T>::DoubleLink() : count(0)
{
	// 創建表頭。注意：表頭沒有存儲數據
	pHead = new DNode<T>();
	pHead->next = NULL;
}

// 析構函數
template<class T>
DoubleLink<T>::~DoubleLink()
{
	// 刪除所有結點
	DNode<T>* pTemp;
	DNode<T>* pNode = pHead->next;
	while (pNode != pHead) 
	{
		pTemp = pNode;
		pNode = pNode->next;
		delete pTemp;
	}

	// 刪除表頭
	delete pHead;
	pHead = NULL;

}

// 返回結點數目
template<class T>
int DoubleLink<T>::isEmpty()
{
	return count == 0;
}

// 返回節點數目
template < class T>
int DoubleLink<T>::size()
{   
	return count;
}

// 獲取index位置的結點
template<class T>
DNode<T>* DoubleLink<T>::getNode(int index)
{
	// 判斷參數有效性
	if (index < 0 || index >= count)
	{
		cout << " getNode failed! the index is out of round" << endl;
		return NULL;
	}

	//  正向查找， 查找優化，減少查找次數
	if (index <= count / 2) 
	{
		int i = 0;
		DNode<T>* pIndex = pHead->next;
		while (i++ < index)
		{
			pIndex = pIndex->next;
		}

		return pIndex;
	}
	 
	// 反向查找
	int j = 0;
	int rIndex = count - index - 1;
	DNode<T>* pRindex = pHead->prev;
	while (j++ < rIndex)
	{
		pRindex = pRindex->prev;
	}

	return pRindex;
}

// 獲取第index位置的結點的值
template<class T>
T DoubleLink<T>::get(int index)
{
	return getNode(index)->value;
}

// 獲取第一個結點的值
template<class T>
T DoubleLink<T>::getLast()
{
	return getNode(count-1)->value;
}

// 獲取最后一個結點的值
template<class T>
T DoubleLink<T>::getFirst()
{
	return getNode(0)->value;
}

// 將結點插入到第index位置之前
template<class T>
int DoubleLink<T>::insert(int index, T t)
{
	if (index == 0)
		return insertFirst(t);

	DNode<T>* pIndex = getNode(index);
	DNode<T>* pNode = new DNode<T>(t, pIndex->prev, pIndex);
	pIndex->prev->next = pNode;
	pIndex->prev = pNode;
	count++;

	return 0;
}

// 將結點插入到第一個結點處
template<class T>
int DoubleLink<T>::insertFirst(T t)
{
	DNode<T>* pNode = new DNode<T>(t, pHead, pHead->next);   // 構造函數時就已經指定結點的前驅和后繼結點了

	// 這里第一個結點的時候需要判斷空指針
	if (pHead->next == NULL)
		pHead->prev = pNode;
	else
		pHead->next->prev = pNode;
	
	pHead->next = pNode;
	count++;

	return 0;
}

// 將結點追加到鏈表的末尾
template<class T>
int DoubleLink<T>::appendLast(T t)
{
	DNode<T>* pNode = new DNode<T>(t, pHead->prev, pHead);
	pHead->prev->next = pNode;
	pHead->prev = pNode;
	count++;
	return 0;
}

// 刪除index位置的結點
template<class T>
int DoubleLink<T>::del(int index)
{
	DNode<T>* pIndex = getNode(index);
	pIndex->next->prev = pIndex->prev;
	pIndex->prev->next = pIndex->next;
	delete pIndex;
	count--;
	
	return 0;
}

// 刪除第一個結點
template<class T>
int DoubleLink<T>::delFirst()
{
	return del(0);
}

// 刪除最后一個結點
template<class T>
int DoubleLink<T>::delLast()
{
	return del(count - 1);
}
 
#endif // !_LINK_LIST_H

雙向鏈表測試文件(LinkList.cpp)

#include "pch.h"
#include <iostream>
#include <string>
#include "LinkList.h"

using namespace std;

// 雙向鏈表操作int數據
void intTest(){
	int intArr[4] = { 10,20,30,40 };

	cout << "\n -------------intTest------------" << endl;

	// 創建雙向鏈表
	DoubleLink<int>* pDlinkList = new DoubleLink<int>();

	pDlinkList->insert(0, 20);
	pDlinkList->appendLast(10);
	pDlinkList->insertFirst(30);
	pDlinkList->insert(1, 40);
	pDlinkList->delFirst();

	// 雙向鏈表是否為空
	cout << "isEmpty= " << pDlinkList->isEmpty() << endl;

	// 雙向鏈表的長度
	cout << "size=" << pDlinkList->size() << endl;

	// 打印雙向鏈表的全部數據
	int length = pDlinkList->size();
	for (int i = 0; i < length; i++)
	{
		cout << "pDlinkList(" << i << ")=" << pDlinkList->get(i) << endl;
	}
}

void stringTest()
{
	string sArr[4] = { "ten","tewnty","thirty","forty" };

	cout << "\n------------stringTest-----------" << endl;

	DoubleLink<string>* pDlinkList = new DoubleLink<string>();

	pDlinkList->insert(0, sArr[1]);
	pDlinkList->appendLast(sArr[0]);
	pDlinkList->insertFirst(sArr[2]);


	// 雙向鏈表是否為空
	cout << "isEmpty()=" << pDlinkList->isEmpty() << endl;

	// 雙向鏈表的長度
	cout << "size=" << pDlinkList->size() << endl;

	// 打印雙向鏈表的全部數據
	int length = pDlinkList->size();
	for (int i = 0; i < length; i++)
	{
		cout << "pDlinkList(" << i << ")=" << pDlinkList->get(i) << endl;
	}
}

struct stu
{
	int id;
	char name[20];
};

static stu stuArr[] = 
{ 
	{10,"one"},
	{20,"two"},
	{30,"three"},
	{40,"four"}

};

#define ARR_STU_SIZE ((sizeof(stuArr)) / (sizeof(stuArr[0])))

void objectTest()
{
	cout << "\n------------stringTest-----------" << endl;

	DoubleLink<stu>* pDlinkList = new DoubleLink<stu>();

	pDlinkList->insert(0, stuArr[1]);
	pDlinkList->appendLast(stuArr[0]);
	pDlinkList->insertFirst(stuArr[2]);

	// 雙向鏈表是否為空
	cout << "isEmpty()=" << pDlinkList->isEmpty() << endl;

	// 雙向鏈表的長度
	cout << "size=" << pDlinkList->size() << endl;

	// 打印雙向鏈表的全部數據
	struct stu p;
	int length = pDlinkList->size();
	for (int i = 0; i < length; i++)
	{
		p = pDlinkList->get(i);
		cout << "pDlinkList(" << i << ")=[" << p.id <<" ," << p.name<<"]" << endl;
	}
}


int main()
{	
	intTest();
	stringTest();
	objectTest();
	return 0;
}

　　此文實現參考,侵權必刪，大佬的有一些錯誤，經過測試已經修改。