《数据结构、算法与应用》9.(C++实现顺序表)

9. C++实现的线性表--顺序表

//
//  LinearList.h
//  LinearList
//
//  Created by cc on 14-8-21.
//  Copyright (c) 2014年 cc. All rights reserved.
//  顺序表

#ifndef __LinearList__LinearList__
#define __LinearList__LinearList__

#include <iostream>
#include <stdlib.h>

using namespace std;

template <class T>
class LinearList {

private:

    //顺序表长度
    int m_length;
    //顺序表最大的长度
    int m_maxSize;
    //元素数组
    T* m_element;
    
public:
    
    LinearList(int maxListSize);
    virtual ~LinearList();
    
    /**
     *	@brief	顺序表是否为空
     *
     *	@return	true: 空 false: 非空
     */
    bool isEmpty() const;
    
    /**
     *	@brief	获取顺序表的长度
     *
     *	@return 顺序表的长度
     */
    int length() const;
    
    /**
     *	@brief	获取顺序表最大容量
     *
     *	@return	顺序表的最大容量
     */
    int maxSize() const;
    
    /**
     *	@brief	    在顺序表中查找第k个元素，并返回第k个元素至x中
     *
     *	@param 	k 	第k个元素
     *	@param 	x 	保存第k个元素
     *
     *	@return	true: 找到了第k个元素 false: 没找到第k个元素
     */
    bool find(int k, T& x) const;
    
    /**
     *	@brief	查找顺序表中的元素x, 并且返回x所在位置
     *
     *	@param 	x 	元素x
     *
     *	@return	元素x的在顺序表中的位置
     */
    int search(const T& x) const;

    /**
     *	@brief  删除第k个元素并将它返回至x中
     *
     *	@param 	k 	第k个元素
     *	@param 	x 	保存第k个元素
     *
     *	@return	修改后的顺序表
     */
    LinearList<T>& deleteElement(int k, T& x);
    
    /**
     *	@brief  在第k个元素之后插入x元素
     *
     *	@param 	k 	第k个元素
     *	@param 	x 	元素x
     *
     *	@return	修改后的顺序表
     */
    LinearList<T>& insertElement(int k, const T& x);
    
    /**
     *	@brief	输出信息
     *
     *	@param 	out 	输出流
     */
    void output(ostream& out) const;
    
};

template <class T>
LinearList<T>::LinearList(int maxListSize):m_length(0), m_element(NULL) {
    this->m_maxSize = maxListSize;
    this->m_element = new T[this->m_maxSize];
}

template <class T>
LinearList<T>::~LinearList() {
    delete [] this->m_element;
    this->m_element = NULL;
}

/**
 *	@brief	顺序表是否为空
 *
 *	@return	true: 空 false: 非空
 */
template <class T>
bool LinearList<T>::isEmpty() const {
    return this->m_length == 0;
}

/**
 *	@brief	获取顺序表的长度
 *
 *	@return 顺序表的长度
 */
template <class T>
int LinearList<T>::length() const {
    return this->m_length;
}

/**
 *	@brief	获取顺序表最大容量
 *
 *	@return	顺序表的最大容量
 */
template <class T>
int LinearList<T>::maxSize() const {
    return this->m_maxSize;
}

/**
 *	@brief	    在顺序表中查找第k个元素，并返回第k个元素至x中
 *
 *	@param 	k 	第k个元素
 *	@param 	x 	保存第k个元素
 *
 *	@return	true: 找到了第k个元素 false: 没找到第k个元素
 */
template <class T>
bool LinearList<T>::find(int k, T& x) const {
    if (k > this->m_length - 1
        || k < 0) {
        cout << "在顺序表中为找到第" << k << "个位置上的元素";
        return false;
    }
    
    x = m_element[k];
    return true;
}

/**
 *	@brief	查找顺序表中的元素x, 并且返回x所在位置(位置是下标+1)
 *
 *	@param 	x 	元素x
 *
 *	@return	元素x的在顺序表中的位置
 */
template <class T>
int LinearList<T>::search(const T& x) const {
    for (int i = 0; i < this->m_length; i++) {
        if (this->m_element[i] == x) {
            return i;
        }
    }
    return 0;
}

/**
 *	@brief  删除第k个元素并将它返回至x中
 *
 *	@param 	k 	第k个元素
 *	@param 	x 	保存第k个元素
 *
 *	@return	修改后的顺序表
 */
template <class T>
LinearList<T>& LinearList<T>::deleteElement(int k, T& x) {
    if (find(k, x)) {
        //找到了第k个元素
        for (int i = k; i < this->m_length - 1; i++) {
            this->m_element[i]  = this->m_element[i + 1];
        }
        this->m_length--;
    } else {
        // throws exception
        cout << "未找到第" << k << "个元素";
    }
    return *this;
}

/**
 *	@brief  在第k个元素之后插入x元素
 *
 *	@param 	k 	第k个元素
 *	@param 	x 	元素x
 *
 *	@return	修改后的顺序表
 */
template <class T>
LinearList<T>& LinearList<T>::insertElement(int k, const T& x) {
    
    if (k > m_maxSize - 1
        || k < 0) {
        cout << "数组下标越界!" << endl;
        // throws OutOfBoundsException
    } else if (this->m_length == this->m_maxSize) {
        cout << "已达到数组最大容量，申请内存后再添加!" << endl;
        // throws NoMemException
    } else {
        //找到了第k个元素
        for (int i = this->m_length - 1; i > k; i--) {
            this->m_element[i] = this->m_element[i - 1];
        }
        this->m_length++;
        this->m_element[k] = x;
    }

    return *this;
}

template<class T>
void LinearList<T>::output(ostream& out) const {
    for (int i = 0; i < this->m_length; i++)
        out << this->m_element[i] << "  ";
}

// overload 
template <class T>
ostream& operator<<(ostream& out, const LinearList<T>& x){
    x.output(out); return out;
}

#endif /* defined(__LinearList__LinearList__) */

//
//  main.cpp
//  LinnerList
//
//  Created by ChengChao on 14-8-29.
//  Copyright (c) 2014年 cc. All rights reserved.
//

#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#include "LinearList.h"

int main(int argc, const char * argv[]) {

    LinearList<int> list(10);
    
    list.insertElement(0, 1000).insertElement(1, 312).insertElement(2, 134);
    cout << "The list is" << endl;
    cout << list << endl;
    
    //顺序表是否为空
    cout << "顺序表是否为空：" << boolalpha << list.isEmpty() << endl;
    cout << "顺序表的最大容量：" << list.maxSize() << endl;
    
    int res = 0;
    int res2 = 0;
    //查找99
    cout << "查找第0个元素输入到res变量中，是否找到: " << boolalpha << list.find(0, res) << "，res=" << res << endl;
    //查找312
    cout << "查找第5个元素输入到res变量中，是否找到: " << boolalpha << list.find(5, res2) << "，res=" << res2 << endl;
    
    //删除第1个位置上的元素元素
    list.deleteElement(1, res);
    cout << list << endl;
    
    //查找元素134
    cout << "搜索元素134，位置为：" << list.search(134) << endl;

    
    return 0;
}