单链表类的定义与实现

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//日期：2014-11-03
//作者：Davis
//功能：单链表的定义与操作实现
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#pragma once
template<class T>
struct Node
{
    T data;     //数据域，存放表元素
    Node *next; //指针域。指向下一个结点
};

template<class T>
class linkList
{
private:

    Node<T> *Head; //链表头指针

public:
    //构造函数、创建空链表
    linkList(void)
    {
      Head = new Node<T>;
      Head->next = NULL;
    }

    //析构函数、删除空链表
    ~linkList(void)
    {
      Node<T> *p;
      while(Head)
      {
        p = Head;//从头节点开始，依次释放结点
        Head = Head->next;
        delete p;
      }
      Head = NULL;//头结点指向空
    }

    //创建具有n个元素的线性链表
    void createList(int n)
    {                 //尾插法（正序）创建具有n个元素的线性表
      Node<T> *p,*s;  //设置工作指针，p指向尾结点
      p=Head;
      cout<<"请依次输入"<<n<<"个元素值"<<endl;
      for(int i=1;i<=n;i++)
      {
        s = new Node<T>;   //新建元素结点
        cin>>s->data;      //输入新建数据元素值
        s->next = p->next; //新结点链入表尾
        p->next = s;
        p = s;             //p是工作指针
      }
    }

    //在表中第i个位置插入元素
    void Insert(int i,T e)
    {
      int j = 0;
      Node<T> *p;
      p = Head;         //工作指针p指向头结点
      while(p && j<i-1) //查找第i-1个结点
      {
        p = p->next;
        j++;
      }
      if(!p || j>i-1)throw"位置异常";
      else
      {
        Node<T> *s;
        s = new Node<T>;  //创建新节点
        s->data = e;
        s->next = p->next;//结点s链到p结点之后
        p->next = s;
      }
    }

    T Delete(int i)//删除表中第i个元素
    {
          T x;
        Node<T> *p,*q;
        p = Head;  //从头结点开始查找
        int j = 0; //计数器初始化
        while(p->next && j<i-1)//p定位到删除结点的前驱
        {
          p = p->next;
          j++;
        }
        if(!p->next || j>i-1)throw"位置异常";//删除位置不合理
        else                                 //删除位置合理
        {
          q = p->next;      //暂存删除结点位置
          p->next = q->next;//从链表中摘除删除结点
          x = q->data;      //取删除数据元素的值
          delete q;         //释放删除点
          return x;         //返回删除元素的值
        }
     }

    //获取第i个元素的值
    T getElem(int i)
    {
      Node<T> *p;     //设置工作指针
      p = Head->next; //从首结点开始
      int j = 1;      //计数器初始化
      while(p && j<i) //定位到第i个元素结点
      {
          p = p->next;
          j++;
      }
      if(!p || j>i)
      {
          throw "位置异常";
      }
      else   //位置合理
      {
        return p->data;
      }
    }

    //在链表中查找值为e的元素
    int Locate(T e)
    {
      int j = 1;
      Node<T> *p;
      p = Head->next;
      while(p && p->data != e)
      {
        p = p->next;
        j++;
      }
      if(!p )//未找到，范围0
      {
          return 0;
      }
      else  //找到，返回位序
      {
          return j;
      }
    }

    //返回元素e的前驱
    T prior(T e)
    {
      Node<T> *p,*q;
      p = Head;
      q = p->next;
      while(q && q->data != e)
      {
        p = q;
        q = q->next;
      }
      if(p == Head)
      {
        throw "首元素，无前驱";
      }
      else if(!q)
      {
        throw "元素不存在";
      }
      else
      {
        return p->data;
      }
    }
    
    //测表空
    int Empty()
    {
      if(Head->next == NULL)
          return 1; //空表返回1
      else
          return 0; //非空表，返回0
    }

    //测表长
    int Length()
    {
      int len = 0; //计数器初始化
      Node<T> *p;  //设置头指针
      p=Head;      //指向头指针
      while(p->next)
      {
        len++;
        p = p->next;
      }
      return len;  //返回表长
    }

    //输出表元素
    void listDisplay()
    {
      Node<T> *p;
      p = Head->next;
      int i = 1;
      while(p)
      {
        cout<<i<<"\t";
        cout<<p->data<<endl;
        p = p->next;
        i++;
      }
    }
};

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//功能：单链表类的测试
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// linkList_Test.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
#include "stdafx.h"
#include "linkList.h"
#include "process.h"//exit()
#include<iostream>

using namespace std;
char pause;
typedef int T;

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    int i;
    T e,prior_e;
    linkList<int>L;   //建立整形空链表
    system("cls");    //执行系统命令，清屏
    int choice;
    do
    {
      cout<<"1-创建链表\n";
      cout<<"2-在链表第i个位置插入元素\n";
      cout<<"3-删除链表中第i个位置的元素\n";
      cout<<"4-返回第i个元素的值\n";
      cout<<"5-元素定位\n";
      cout<<"6-按值求前驱\n";
      cout<<"7-测表空\n";
      cout<<"8-测表长\n";
      cout<<"9-显示链表\n";
      cout<<"10-退出\n";
      cout<<"Enter choice:";
      cin>>choice;
      switch(choice)
      {
      case 1://创建链表
             cout<<"请输入要创建的链表中元素的个数:";
             cin>>i;
             cout<<endl;
             L.createList(i);         
             break;
      case 2://元素插入
           cout<<"请输入插入的位置";
           cin>>i;
           cout<<endl;
           cout<<"请输入插入元素的值:";
           cin>>e;
           cout<<endl;
           try
           {
               L.Insert(i,e);
           }
           catch(char* err)
           {
             cout<<err<<endl;
           }
           break;
      case 3://元素删除
          cout<<"请输入删除位置";
          cin>>i;
          cout<<endl;
          try
          {
              e = L.Delete(i);
              cout<<"被删除元素为："<<e<<endl;
          }
          catch(char* err)
          {
             cout<<err<<endl;
          }
          cin.get(pause);
          system("pause");
          break;
      case 4://返回第i个元素值
          cout<<"请输入要查询的元素位置:";
          cin>>i;
          try
          {
              e = L.getElem(i);
              cout<<"第"<<i<<"个元素值为:"<<e<<endl;
          }
          catch(char* err)
          {
            cout<<err<<endl;
          }
          cin.get(pause);
          system("pause");
          break;
      case 5://按值进行元素查询
          cout<<"请输入要查询的元素值：";
          cin>>e;
          i = L.Locate(e);
          cout<<"查询元素"<<e<<"在链表中的位置为："<<i<<endl;
          cin.get(pause);
          system("pause");
          break;
      case  6://求元素前驱
          cout<<"请输入要求前驱元素的值：";
          cin>>e;
          try
          {
              prior_e = L.prior(e);
              cout<<"元素"<<e<<"的前驱值为:"<<prior_e<<endl;
          }
          catch(char *err)
          {
            cout<<err<<endl;
          }
          cin.get(pause);
          system("pause");
          break;
      case 7://测表空
          i = L.Empty();
          if(i)
          {
            cout<<"表空"<<endl;
          }
          else
          {
            cout<<"表不空"<<endl;
          }
          cin.get(pause);
          system("pause");
          break;
      case 8://测表长
          cout<<"链表长度为:"<<L.Length()<<endl;
          cin.get(pause);
          system("pause");
          break;
      case 9://遍历输出表
          L.listDisplay();
          cout<<endl;
          cin.get(pause);
          system("pause");
          break;
      case 10://退出
          break;
      default://非法选择
          cout<<"Invalid choice";
          break;
      }       

    }while(choice != 10);
    return 0;
}