数据结构链表的C++实现

在C++中实现链表是一种常见的练习，有助于理解指针和动态内存分配的概念。下面是一个简单的单向链表（Singly Linked List）的实现示例，包括基本的操作如插入、删除和遍历。

单向链表 (Singly Linked List) 实现

1. 定义节点结构

首先定义一个节点结构体，包含数据部分和指向下一个节点的指针。

cpp

深色版本

#include <iostream>
using namespace std;

// 定义节点结构
struct Node {
    int data;
    Node* next;
};

2. 链表类定义

接下来定义一个链表类，包含链表的基本操作：插入、删除、查找和打印。

cpp

深色版本

class LinkedList {
public:
    Node* head;

    // 构造函数初始化头节点为NULL
    LinkedList() : head(nullptr) {}

    // 插入节点到链表末尾
    void append(int value) {
        Node* newNode = new Node();
        newNode->data = value;
        newNode->next = nullptr;

        if (head == nullptr) {
            head = newNode;
        } else {
            Node* temp = head;
            while (temp->next != nullptr) {
                temp = temp->next;
            }
            temp->next = newNode;
        }
    }

    // 在指定位置插入节点
    void insertAt(int index, int value) {
        Node* newNode = new Node();
        newNode->data = value;

        if (index == 0) {
            newNode->next = head;
            head = newNode;
        } else {
            Node* temp = head;
            for (int i = 0; temp != nullptr && i < index - 1; i++) {
                temp = temp->next;
            }
            if (temp == nullptr || temp->next == nullptr) {
                cout << "Index out of bounds" << endl;
                return;
            }
            newNode->next = temp->next;
            temp->next = newNode;
        }
    }

    // 删除指定值的节点
    void deleteValue(int value) {
        if (head == nullptr) {
            cout << "List is empty" << endl;
            return;
        }

        if (head->data == value) {
            Node* temp = head;
            head = head->next;
            delete temp;
            return;
        }

        Node* temp = head;
        while (temp->next != nullptr && temp->next->data != value) {
            temp = temp->next;
        }

        if (temp->next == nullptr) {
            cout << "Value not found" << endl;
            return;
        }

        Node* nodeToDelete = temp->next;
        temp->next = temp->next->next;
        delete nodeToDelete;
    }

    // 查找指定值的节点
    bool search(int value) {
        Node* temp = head;
        while (temp != nullptr) {
            if (temp->data == value) {
                return true;
            }
            temp = temp->next;
        }
        return false;
    }

    // 打印链表
    void printList() {
        Node* temp = head;
        while (temp != nullptr) {
            cout << temp->data << " -> ";
            temp = temp->next;
        }
        cout << "NULL" << endl;
    }
};

3. 测试链表功能

最后，编写一个主函数来测试上述实现的功能。

cpp

深色版本

int main() {
    LinkedList list;

    // 插入一些节点
    list.append(1);
    list.append(2);
    list.append(3);

    // 打印链表
    cout << "Initial list: ";
    list.printList();

    // 在索引1处插入新节点
    list.insertAt(1, 4);
    cout << "After inserting at index 1: ";
    list.printList();

    // 删除值为2的节点
    list.deleteValue(2);
    cout << "After deleting value 2: ";
    list.printList();

    // 查找值为3的节点
    if (list.search(3)) {
        cout << "Value 3 found in the list." << endl;
    } else {
        cout << "Value 3 not found in the list." << endl;
    }

    return 0;
}

运行结果示例

假设你运行了上述代码，输出可能会如下所示：

深色版本

Initial list: 1 -> 2 -> 3 -> NULL
After inserting at index 1: 1 -> 4 -> 2 -> 3 -> NULL
After deleting value 2: 1 -> 4 -> 3 -> NULL
Value 3 found in the list.

这个示例展示了如何创建一个单向链表，并实现了插入、删除、查找和打印链表的基本功能。