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【c++版数据结构】之双链表的实现(领头结点以及尾节点)

www.MyException.Cn  网友分享于:2015-08-22  浏览:0次
【c++版数据结构】之双链表的实现(带头结点以及尾节点)

所实现的双链表的结构如下图所示:


双链表的实现,和第一篇文章单链表的实现大致相同点击打开链接

本篇文章在构建节点的同时,初始化构建节点的前驱和后继,具体细节参考下列代码

头文件:DList.h

#ifndef DLIST_H_
#define DLIST_H_

typedef enum{FALSE,TRUE}Status;
#include<iostream>
#include<cassert>
using namespace std;

template<class Type>
class List;

template<class Type>
class ListNode
{
	friend class List<Type>;
private:
	Type data;
	ListNode<Type> *next;
	ListNode<Type> *prio;
public:
	ListNode() :data(Type()), next(NULL), prio(NULL){}
	ListNode(Type d, ListNode<Type> *p = NULL, ListNode<Type> *n = NULL) :data(d), prio(p), next(n){}
	Type getData()const{ return data; }
};

template<class Type>
class List
{
private:
	ListNode<Type> *first;
	ListNode<Type> *last;
	size_t          size;
public:
	ListNode<Type>* _BuyNode(const Type &x,ListNode<Type> *p = NULL,ListNode<Type> *n = NULL)
	{
		ListNode<Type> *s = new ListNode<Type>(x,p,n);
		assert(s != NULL);
		return s;
	}
	List()
	{
		ListNode<Type> *s = _BuyNode(0);
		first = last = s;
		size = 0;
	}
	~List()
	{
		destory();
	}
	Status push_back(const Type &x)
	{
		ListNode<Type> *s = _BuyNode(x, last, NULL);
		last->next = s;
		last = s;
		size++;
		return TRUE;
	}
	void show_list()
	{
		ListNode<Type> *s = first->next;
		while (s != NULL)
		{
			cout << s->data << "->";
			s = s->next;
		}
		cout << "Nul." << endl;
	}
	Status push_front(const Type &x)//-------------------->>注意插入的节点是第一个节点的情况(单独考虑)
	{
		ListNode<Type> *s = _BuyNode(x, first, first->next);
		if (size == 0)
		{
			last->next = s;
			last = s;
		}
		else
		{
			first->next->prio = s;
			first->next = s;	
		}
		size++;
		return TRUE;
	}
	Status pop_back()
	{
		if (size == 0)
		{
			cout << "双链表已空,无法尾删" << endl;
			return FALSE;
		}
		ListNode<Type> *s = last->prio;
		delete last;
		last = s;
		last->next = NULL;
		size--;
		return TRUE;
	}
	Status pop_front()//-------------------->>注意删除的节点是最后一个节点的情况(单独考虑)
	{
		if (size == 0)
		{
			cout << "双链表已空,无法头删" << endl;
			return FALSE;
		}
		ListNode<Type> *s = first->next;
		if (size == 1)
		{
			last = first;
			last->next = NULL;
		}
		else
		{
			first->next = s->next;
			s->next->prio = first;
		}
		delete s;
		size--;
		return TRUE;
	}
	//Status pop_front()
	//{
	//	if (size == 0)
	//	{
	//		cout << "双链表已空,无法头删" << endl;
	//		return FALSE;
	//	}
	//	ListNode<Type> *s = first->next;
	//	if (size == 1)
	//	{
	//		last = first;
	//	//	last->next = NULL;---------->1
	//	}
	//	else
	//	{
	//	//	first->next = s->next;---------->2  1,2作用相同合并为3
	//		s->next->prio = first;
	//	}
	//	first->next = s->next; -------->3
	//	delete s;
	//	size--;
	//}
	Status insert_val(const Type &x)
	{
		ListNode<Type> *s = first;
		while (s->next != NULL && s->next->data < x)//找到所插入元素的前一个节点,然后在它的后面插入
		{
			s = s->next;
		}
		if (s->next == NULL)
			push_back(x);
		else
		{
			ListNode<Type> *p = _BuyNode(x, s, s->next);
			s->next->prio = p;
			s->next = p;
			size++;
		}
		return TRUE;
	}
	size_t lenth()
	{
		return size;
	}
	ListNode<Type>* find(const Type &x)
	{
		ListNode<Type> *s = first->next;
		while (s != NULL && s->data != x)
		{
			s = s->next;
		}
		return s;
	}
	Status delete_val(const Type &x)
	{
		ListNode<Type> *s = find(x);
		if (s == NULL)
		{
			cout << "该元素不存在,无法删除" << endl;
			return FALSE;
		}
		if (s == last)
		{
			pop_back();       //最后一个节点的next为NULL,NULL没有前驱,所以s->next->prio = s->prio; 此句不成立
		}
		else
		{
			s->next->prio = s->prio;
			s->prio->next = s->next;
			delete s;
			size--;
		}
		return TRUE;
	}
	void sort()
	{
		if (size == 0 || size == 1)
			return;
		ListNode<Type> *s = first->next;
		ListNode<Type> *p = s->next;
		s->next = NULL;
		//s->next->prio = NULL
		last = s;
		while (p != NULL)
		{
			s = p;
			p = p->next;//将s按值插入到链表

			ListNode<Type> *q = first;
			while (q->next != NULL && q->next->data < s->data)//寻找前一个节点的位置,在该节点的后面插入该节点
			{
				q = q->next;
			}
			if (q->next == NULL)//没有比插入节点大得节点,进行尾插即可
			{
				last->next = s;
				s->prio = last;
				last = s;
				last->next = NULL;
			}
			else//寻找到前一个节点的位置,在该节点的后面插入该节点
			{
				s->prio = q;
				s->next = q->next;
				q->next->prio = s;
				q->next = s;
			}
			
		}
		
	}
	void reserve()
	{
		if (size == 0 || size == 1)
			return;
		ListNode<Type> *s = first->next;
		ListNode<Type> *p = s->next;
		s->next = NULL;
		//s->next->prio = NULL
		last = s;
		while (p != NULL)
		{
			s = p;
			p = p->next;//将s头插到链表

			s->next = first->next;
			first->next->prio = s;
			s->prio = first;
			first->next = s;
		}
	}
	void clear()
	{
		if (size == 0)
			return;
		ListNode<Type> *s = first->next;
		while (s != NULL)
		{
			if (size == 1)
			{
				last = first;
				last->next = NULL;

			}
			else
			{
				first->next = s->next;
				s->next->prio = first;
			}
			delete s;
			size--;
			s = first->next;
		}
	}
	void destory()
	{
		clear();
		delete[] first;
		first = last = NULL;
	}
	ListNode<Type>* next(ListNode<Type> *s)
	{
		return s->next;
	}
	ListNode<Type>* prio(ListNode<Type> *s)
	{
		if (s == first->next) //-------------->第一个节点没有前驱,返回NULL
			return NULL;
		else
			return s->prio;
	}
};
#endif
测试文件main.cpp

#include"DList.h"
#include<cstdlib>

int main()
{
	List<int> mylist;
	int item;
	int n;
	int select = 1;
	//ListNode<int> *p;
	while (select)
	{
		cout << "*************************************** *" << endl;
		cout << "*[1] push_back           [2] push_front *" << endl;
		cout << "*[3] show_list           [4] pop_back   *" << endl;
		cout << "*[5] pop_front           [6] insert_val *" << endl;
		cout << "*[7] lenth               [8] find       *" << endl;
		cout << "*[9] merge               [10] delete_val*" << endl;
		cout << "*[11] sort               [12] reserve   *" << endl;
		cout << "*[13] next               [14] clear     *" << endl;
		cout << "*[15] prio               [0] quit_system*" << endl;
		cout << "请选择:>";
		cin >> select;
		switch (select)
		{
		case 1:
			cout << "请输入要插入的元素(-1结束):>";
			while (cin >> item, item != -1)
			{
				mylist.push_back(item);
			}
			break;
		case 2:
			cout << "请输入要插入的元素(-1结束):>";
			while (cin >> item, item != -1)
			{
				mylist.push_front(item);
			}
			break;
		case 3:
			mylist.show_list();
			break;
		case 4:
			mylist.pop_back();
			break;
		case 5:
			mylist.pop_front();
			break;
		case 6:
			cout << "请输入要插入的元素:";
			cin >> item;
			mylist.insert_val(item);
			break;
		case 7:
			cout << "长度为:" << mylist.lenth() << endl;
			break;
		case 8:
			cout << "请输入要查找的元素:";
			cin >> item;
			if (mylist.find(item))
				cout << "it's found" << endl;
			else
				cout << "it's not exist" << endl;
			break;
		case 9:
			cout << "请输入要删除的位置:";
			cin >> n;
			//mylist.delete_pos(n,item);
			break;
		case 10:
			cout << "请输入要删除的元素:";
			cin >> item;
			mylist.delete_val(item);
			break;
		case 11:
			mylist.sort();
			break;
		case 12:
			mylist.reserve();
			break;
		case 14:
			mylist.clear();
			break;
		default:
			break;
		}
	}
	system("pause");
	return 0;
}


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