/// <summary>
/// 双向链表节点类
/// </summary>
/// <typeparam name="T">节点中的存放的数据类型</typeparam>
public class Node<T> where T:IComparable<T>
{
/// <summary>
/// 当前节点的数据
/// </summary>
T data;
/// <summary>
/// 节点中存放的数据
/// </summary>
public T Data
{
get { return this.data; }
set { this.data = value; }
}
/// <summary>
/// 当前节点的下一个节点
/// </summary>
Node<T> next;
/// <summary>
/// 下一个节点
/// </summary>
public Node<T> Next
{
get { return this.next; }
set { this.next = value; }
}
/// <summary>
/// 当前节点的上一个节点
/// </summary>
Node<T> prev;
/// <summary>
/// 上一个节点
/// </summary>
public Node<T> Prev
{
get { return prev; }
set { prev = value; }
}
/// <summary>
/// 无参构造：数据为默认值，下一个节点为null，上一个节点也为null
/// </summary>
public Node()
{
this.data = default(T);
this.next = null;
this.prev = null;
}
/// <summary>
/// 构造方法：数据为传过来的t，下一个节点为null，上一个节点也为null
/// </summary>
/// <param name="t">传入的元素值</param>
public Node(T t)
{
this.data = t;
this.next = null;
this.prev = null;
}
/// <summary>
/// 构造方法：数据为t，下一个节点为node
/// </summary>
/// <param name="t">传入的元素值</param>
/// <param name="next">上一个节点</param>
/// <param name="prev">下一个节点</param>
public Node(T t, Node<T> next, Node<T> prev)
{
this.data = t;
this.next = next;
this.prev = prev;
}
/// <summary>
/// 此方法在调试过程中使用，可以删掉
/// </summary>
/// <returns></returns>
public override string ToString()
{
T p = this.prev == null ? default(T) : this.prev.data;
T n = this.next == null ? default(T) : this.next.data;
string s = string.Format("Data:{0},Prev:{1},Next:{2}", data, p, n);
return s;
}
}
/// <summary>
/// 双向链表接口
/// </summary>
/// <typeparam name="T">链表中元素的类型</typeparam>
public interface ILinkList<T> where T:IComparable<T>
{
void AddFirst(T t);
void AddLast(T t);
void Clear();
int Count { get; }
Node<T> Head { get; set; }
Node<T> Tail { get;set;}
void Insert(int index, T t);
bool IsEmpty { get; }
void RemoveAt(int index);
void RemoveFirst();
void RemoveLast();
Node<T> this[int index] { get; }
}
/// <summary>
/// 双向链表操作类
/// </summary>
/// <typeparam name="T">链表中元素的类型</typeparam>
public class LinkList<T> : ILinkList<T> where T:IComparable<T>
{
/// <summary>
/// 链表头节点
/// </summary>
Node<T> head;
/// <summary>
/// 链表头节点
/// </summary>
public Node<T> Head
{
get { return head; }
set { head = value; }
}
/// <summary>
/// 链表尾节点
/// </summary>
Node<T> tail;
/// <summary>
/// 链表尾节点
/// </summary>
public Node<T> Tail
{
get { return tail; }
set { tail = value; }
}
/// <summary>
/// 链表大小
/// </summary>
int size = 0;
/// <summary>
/// 添加节点到链表的开头
/// </summary>
/// <param name="t">要添加的数据</param>
public void AddFirst(T t)
{
Node<T> node = new Node<T>(t);
//如果头为null
if (head == null)
{
//把头节点设置为node
head = node;
//因为是空链表，所以头尾一致
tail = node;
//大小加一
size++;
return;
}
//原来头节点的上一个为新节点
head.Prev = node;
//新节点的下一个为原来的头节点
node.Next = head;
//新头节点为新节点
head = node;
//大小加一
size++;
}
/// <summary>
/// 添加节点到链表的末尾
/// </summary>
/// <param name="t">要添加的数据</param>
public void AddLast(T t)
{
Node<T> node = new Node<T>(t);
//如果头为null
if (head == null)
{
//把头节点设置为node
head = node;
//因为是空链表，所以头尾一致
tail = node;
//大小加一
size++;
return;
}
//将原尾节点的下一个设置为新节点
tail.Next = node;
//将新节点的上一个设置为原尾节点
node.Prev = tail;
//将尾节点重新设置为新节点
tail = node;
//大小加一
size++;
}
/// <summary>
/// 在给定的索引处插入数据
/// </summary>
/// <param name="index">索引</param>
/// <param name="t">要插入的数据</param>
public void Insert(int index, T t)
{
Node<T> node = new Node<T>(t);
//索引过小
if (index < 0)
{
throw new IndexOutOfRangeException();
}
//索引过大
if (index >= Count)
{
throw new IndexOutOfRangeException();
}
//如果链表是空的，而且索引大于0
if (IsEmpty && index > 0)
{
throw new IndexOutOfRangeException();
}
//如果索引为0，意味着向链表头部添加节点。
if (index == 0)
{
AddFirst(t);
return;
}
//要插入位置的节点
Node<T> current = head;
int i = 0;
while (true)
{
if (i == index)
{
break;
}
i++;
current = current.Next;
}
//此处非常重要，特别要注意先后次序
//当前节点的上一个的下一个设置为新节点
current.Prev.Next = node;
//新节点的上一个设置为当前节点的上一个
node.Prev = current.Prev;
//新节点的下一个设置为当前节点
node.Next = current;
//当前节点的上一个设置为新节点
current.Prev = node;
//大小加一
size++;
}
/// <summary>
/// 移除链表中的节点
/// </summary>
/// <param name="index">要移除的节点的索引</param>
public void RemoveAt(int index)
{
//链表头节点是空的
if (IsEmpty)
{
throw new Exception("链表是空的。");
}
//索引过小
if (index < 0)
{
throw new IndexOutOfRangeException();
}
//索引过大
if (index >= Count)
{
throw new IndexOutOfRangeException();
}
//如果要移除的是头节点
if (index == 0)
{
RemoveFirst();
return;
}
if (index == size - 1)
{
RemoveLast();
return;
}
//要移除的节点
Node<T> current = head;
int i = 0;
while (true)
{
if (i == index)
{
break;
}
i++;
current = current.Next;
}
//当前节点的上一个的Next设置为当前节点的Next
current.Prev.Next = current.Next;
//当前节点的下一个的Prev设置为当前节点的Prev
current.Next.Prev = current.Prev;
//大小减一
size--;
}
/// <summary>
/// 移除头节点
/// </summary>
public void RemoveFirst()
{
//链表头节点是空的
if (IsEmpty)
{
throw new Exception("链表是空的。");
}
//如果size为1，那就是清空链表。
if (size == 1)
{
Clear();
return;
}
//将头节点设为原头结点的下一个节点，就是下一个节点上移
head = head.Next;
//处理上一步遗留问题，原来的第二个节点的上一个是头结点，现在第二个要变成头节点，那要把它的Prev设为null才能成为头节点
head.Prev = null;
//大小减一
size--;
}
/// <summary>
/// 移除尾节点
/// </summary>
public void RemoveLast()
{
//链表头节点是空的
if (IsEmpty)
{
throw new Exception("链表是空的。");
}
//如果size为1，那就是清空链表。
if (size == 1)
{
Clear();
return;
}
//尾节点设置为倒数第二个节点
tail = tail.Prev;
//将新尾节点的Next设为null，表示它是新的尾节点
tail.Next = null;
//大小减一
size--;
}
/// <summary>
/// 判断链表是否是空的
/// </summary>
public bool IsEmpty
{
get
{
return head == null;
}
}
/// <summary>
/// 链表中元素的个数
/// </summary>
public int Count
{
get
{
////也可以采用遍历的方法获得长度，遍历可以从前向后，也可以从后向前
//int count = 0;
////取得链表头部节点
//Node<T> current = new Node<T>();
//current = head;
////遍历整个链表，直到最后一个Next为null的节点为止
//while (current!=null)
//{
// count++;
// current = current.Next;
//}
//return count;
return size;
}
}
/// <summary>
/// 清除链表中的数据
/// </summary>
public void Clear()
{
head = null;
tail = null;
size = 0;
}
/// <summary>
/// 根据索引获取链表中的节点
/// </summary>
/// <param name="index">整型索引</param>
/// <returns>节点</returns>
public Node<T> this[int index]
{
get
{
//链表头节点是空的
if (head == null)
{
throw new Exception("链表是空的。");
}
//索引过小
if (index < 0)
{
throw new IndexOutOfRangeException();
}
//索引过大
if (index >= Count)
{
throw new IndexOutOfRangeException();
}
//取得头节点
Node<T> current = new Node<T>();
//current = head;
//int i = 0;
////遍历链表
//while (true)
//{
// //找到第index个节点
// if (i == index)
// {
// break;
// }
// current = current.Next;
// i++;
//}
//return current;
//如果索引在前一半，那么从前向后找
if (index < size / 2)
{
current = head;
int i = 0;
//遍历链表
while (true)
{
//找到第index个节点
if (i == index)
{
break;
}
current = current.Next;
i++;
}
return current;
}
else//如果索引在后一半，那么从后向前找
{
current = tail;
int i = size;
//遍历链表
while (true)
{
//找到第index个节点
if (i == index)
{
break;
}
current = current.Prev;
i--;
}
return current.Next;
}
}
}
public void InsertSort()
{
if (IsEmpty || size == 1)
{
return;
}
//未排序的后半部分链表
Node<T> s;
//s中存放的是头节点以后的节点
s = head.Next;
//现在的头节点中只有头节点的内容，没有下一个了
//head中存放的是已经排序好的前半部分链表
head.Next = null;
//开始认为头节点就是那个最大的尾节点，
//到底是不是呢，需要在循环中证明它
//弄一个新的尾节点，最后作为新的尾节点出现
Node<T> newTail = new Node<T>();
newTail = head;
//使劲循环，直到s中的内容取完为止
while (s != null)
{
//首先认为s中的第一个就是最小的节点
Node<T> min = s;
//下面这一段找最大的节点好像有点恶心，
//应该有更好的办法，但是时间有点晚了
//俺不想找了，有空再说把。
//找最大的那个尾巴，此处的小于等于要注意
if (newTail.Data.CompareTo(min.Data) <= 0)
{
newTail = min;
}
//下面的循环就是证明这个min就是最小的节点
//在前一部分找是否有比min还大的节点
//或者是为min找一个合适的插入位置
//里层循环的循环变量
Node<T> j;
//里层循环变量的前置节点
Node<T> pre = null;
for (j = head; j != null; j = j.Next)
{
//找到第一个比min大的节点
if (min.Data.CompareTo(j.Data) < 0)
{
break;
}
//设置前置节点
pre = j;
}
//后面这些代码都是将这个min节点插入前半部分确定的位置里。
//把后半部分链表后移一位
s = s.Next;
//如果找到的p就是头节点或前半部分只有一个元素
if (j == head)
{
//那么把min放到头节点的位置
//放到head的前面
min.Prev = head.Prev;
min.Next = head;
//设置原来头节点的前面是最小的节点
j.Prev = min;
//用最小的节点替换原来的头节点
head = min;
}
else
{
//如果不是头节点，那么将最小的节点放到前置节点的后面，j的前面
//前置节点的后面
pre.Next = min;
min.Prev = pre;
//j的前面
min.Next = j;
if (j != null)
{
j.Prev = min;
}
}
}
//将找到的最大的节点作为尾节点
tail = newTail;
}
}
浙公网安备 33010602011771号