定义链表节点结构，包含数据和指向下一个节点的指针，并提供构造函数初始化；2. 实现链表类，封装插入、删除、查找和打印操作，使用头指针管理链表；3. 在main函数中测试链表功能，验证插入、删除和查找等操作的正确性；4. 强调动态内存管理、边界处理和封装性等关键点，帮助理解链表基本原理。
在C++中手动实现一个简单的单向链表，有助于理解数据结构的基本原理和指针操作。下面是一个清晰、可运行的单向链表示例，包含节点定义、插入、删除、查找和遍历等基本操作。
1. 定义链表节点结构
链表由一系列节点组成，每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。
struct ListNode {
int data; // 存储的数据
ListNode* next; // 指向下一个节点的指针
// 构造函数，方便初始化
ListNode(int val) : data(val), next(nullptr) {}};
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2. 实现链表类
封装链表的操作，包括插入、删除、查找和打印。
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class LinkedList {
private:
ListNode* head; // 指向链表头节点
public:
// 构造函数
LinkedList() : head(nullptr) {}
// 析构函数：释放所有节点内存
~LinkedList() {
ListNode* current = head;
while (current != nullptr) {
ListNode* temp = current;
current = current->next;
delete temp;
}
}
// 在链表头部插入新节点
void insertAtHead(int val) {
ListNode* newNode = new ListNode(val);
newNode->next = head;
head = newNode;
}
// 在链表尾部插入新节点
void insertAtTail(int val) {
ListNode* newNode = new ListNode(val);
if (head == nullptr) {
head = newNode;
return;
}
ListNode* current = head;
while (current->next != nullptr) {
current = current->next;
}
current->next = newNode;
}
// 删除第一个值为val的节点
bool remove(int val) {
if (head == nullptr) return false;
if (head->data == val) {
ListNode* temp = head;
head = head->next;
delete temp;
return true;
}
ListNode* current = head;
while (current->next != nullptr && current->next->data != val) {
current = current->next;
}
if (current->next != nullptr) {
ListNode* temp = current->next;
current->next = current->next->next;
delete temp;
return true;
}
return false; // 未找到该值
}
// 查找某个值是否存在
bool find(int val) {
ListNode* current = head;
while (current != nullptr) {
if (current->data == val) {
return true;
}
current = current->next;
}
return false;
}
// 打印链表所有元素
void print() {
ListNode* current = head;
while (current != nullptr) {
std::cout << current->data << " -> ";
current = current->next;
}
std::cout << "nullptr" << std::endl;
}};
3. 使用示例
在main函数中测试链表功能。
#includeusing namespace std; int main() { LinkedList list;
list.insertAtTail(10); list.insertAtTail(20); list.insertAtHead(5); list.print(); // 输出: 5 -> 10 -> 20 -> nullptr list.remove(10); list.print(); // 输出: 5 -> 20 -> nullptr cout zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn "Contains 20? " zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn (list.find(20) ? "Yes" : "No") zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn endl; return 0;}
4. 关键点说明
这个实现涵盖了链表的核心操作：
- 动态内存管理：使用new创建节点，delete释放内存，注意避免内存泄漏。
- 头插法和尾插法：头插效率高（O(1)），尾插需要遍历（O(n)）。
- 边界处理：空链表、删除头节点等情况要单独判断。
- 封装性：通过类封装隐藏内部结构，提供简洁接口。
基本上就这些。这个简单链表适合学习和理解基础原理。实际开发中可考虑使用STL中的list或vector。
