C++ 单链表基本操作

链表一直是面试的高频题，今天先总结一下单链表的使用，下节再总结双向链表的。本文主要有单链表的创建、插入、删除节点等。

1、概念

　　单链表是一种链式存取的数据结构，用一组地址任意的存储单元存放线性表中的数据元素。

　　链表中的数据是以结点来表示的，每个结点的构成：元素 + 指针，元素就是存储数据的存储单元，指针就是连接每个结点的地址数据。如下图：

2、链表的基本操作

SingleList.cpp:

#include "stdafx.h"
#include "SingleList.h"
#include <cstdlib>
#include <iostream>
#include <string.h>
#include <conio.h>
#include <stdio.h>

/*c++实现简单的单链表操作*/
using namespace std;

SingleList::SingleList()
{
    int num;
    char name[128];

    // 创建链表
    node *stuList = CreatNode();
    PrintList(stuList);

    // 插入节点
    printf("\n请输入要插入的学生学号和姓名，输入0 0表示结束.");
    scanf_s("%d%s", &num, name, 100);
    stuList = InsertNode(stuList, num, name);
    PrintList(stuList);

    // 删除节点
    printf("\n请输入要删除的学生学号：");
    scanf_s("%d", &num, 100);
    stuList = DeleteNode(stuList, num);
    PrintList(stuList);

    // 逆序
    printf("\n逆序后的链表为：\n");
    stuList = ReverseList(stuList);
    PrintList(stuList);

    system("PAUSE");
}


SingleList::~SingleList()
{
}

//建立单链表 
node *SingleList::CreatNode()
{
    node *head, *p, *s;

    int num = 0;
    char name[128];
    int cycle = 1;

    head = (node *)malloc(sizeof(node));    // 为头结点分配内存空间
    head->next = nullptr;
    p = head;        // p指向头节点

    while (cycle)
    {
        printf("\n请输入学生的学号和姓名:");
        scanf_s("%d%s", &num, name, 100);

        if (num != 0)
        {
            s = (node *)malloc(sizeof(node));
            s->num = num;
            memcpy(s->name, name, 128);
            printf("%d%s", s->num, s->name);
            p->next = s;        // 指向新插入的节点
            p = s;        //  p指向当前节点
        }
        else
        {
            cycle = 0;
        }
    }

    head = head->next;
    p->next = NULL;
    printf("头节点学生信息为:  %d%s\n", head->num, head->name);

    return head;
}

//单链表插入
node *SingleList::InsertNode(node *head, int num, char* name)
{
    node *s, *p1, *p2 = NULL;

    p1 = head;
    s = (node *)malloc(sizeof(node));
    s->num = num;
    strcpy_s(s->name, name);

    while ((s->num > p1->num) && p1->next != NULL)
    {
        p2 = p1;
        p1 = p1->next;
    }

    if (s->num <= p1->num)
    {
        if (head == p1)
        {
            // 插入首节点
            s->next = p1;
            head = s;
        }
        else
        {
            // 插入中间节点
            p2->next = s;
            s->next = p1;
        }
    }
    else
    {
        // 插入尾节点
        p1->next = s;
        s->next = NULL;
    }

    return head;
}

// 计算单链表长度
int SingleList::GetLength(node *head)
{
    int length = 0;
    node *p;
    p = head;

    while (p != NULL)
    {
        p = p->next;
        length++;
    }
    return length;
}

//单链表删除某个元素 
node *SingleList::DeleteNode(node *head, int num)
{
    node *p1, *p2 = nullptr;
    p1 = head;

    while (num != p1->num && p1->next != NULL)
    {
        p2 = p1;
        p1 = p1->next;
    }

    if (num == p1->num)
    {
        if (p1 == head)
        {
            head = p1->next;
        }
        else
        {
            p2->next = p1->next;
        }
        free(p1);
    }
    else
    {
        printf("找不到学号为%d 的学生!\n", num);
    }
    return head;

}

//单链表逆序
node *SingleList::ReverseList(node *head)
{
    // A->B->C->D
    node *old_head;        // 原来链表的头
    node *new_head;        // 新链表的头
    node *cur_head;        // 获得原来链表的头

    if (head == NULL || head->next == NULL)
        return head;

    new_head = head;                // A
    cur_head = head->next;        // B
    while (cur_head)
    {
        old_head = cur_head->next;        // 将原来链表的头取出，并将第二个节点作为头节点
        cur_head->next = new_head;    // 将取出的头设为新链表的头
        new_head = cur_head;                // 新链表的头就是目前新链表的头
        cur_head = old_head;                    // 接着处理
    }
    head->next = NULL;
    head = new_head;
    return head;
}

//打印单链表
void SingleList::PrintList(node *head)
{
    node *p;
    int n;
    n = GetLength(head);
    printf("\n打印出 %d 个学生的信息:\n", n);

    p = head;
    while (p != NULL)
    {
        printf("学号： %d ，姓名： %s\n", p->num, p->name);
        p = p->next;
    }
}

SingleList.h:

#pragma once
typedef struct student
{
    int num;                // 学号
    char name[128];  // 姓名
    struct student *next;
}node;

class SingleList
{
public:
    SingleList();
    ~SingleList();

    //建立单链表 
    node *CreatNode();
    //单链表插入
    node *InsertNode(node *head, int num, char* name);
    // 计算单链表长度
    int GetLength(node *head);
    //单链表删除某个元素 
    node *DeleteNode(node *head, int num);
    //单链表逆序
    node *ReverseList(node *head);
    //打印单链表
    void PrintList(node *head);

};