节点类
#ifndef Node_H
#define Node_H
template <class Type> class Node //单链节点类
{
public:
Type data;
Node<Type> *link;
Node() : data(Type()), link(NULL) {}
Node(const Type &item) : data(item), link(NULL) {}
Node(const Type &item, Node<Type> *p) : data(item), link(p) {}
};
#endif |
【说明】因为数据结构里用到这个结构的地方太多了，如果用《数据结构》那种声明友元的做法，那声明不知道要比这个类的本身长多少。不如开放成员，事实上，这种结构只是C中的struct，除了为了方便初始化一下，不需要任何的方法，原书那是画蛇添足。下面可以看到，链表的public部分没有返回Node或者Node*的函数，所以，别的类不可能用这个开放的接口对链表中的节点操作。
【重要修改】原书的缺省构造函数是这样的Node() : data(NULL), link(NULL) {} 。我原来也是照着写的，结果当我做扩充时发现这样是不对的。当Type为结构而不是简单类型（int、……），不能简单赋NULL值。这样做使得定义的模板只能用于很少的简单类型。显然，这里应该调用Type的缺省构造函数。 这也要求，用在这里的类一定要有缺省构造函数。在下面可以看到构造链表时，使用了这个缺省构造函数。当然，这里是约定带表头节点的链表，不带头节点的情况请大家自己思考。
【闲话】请不要对int *p = new int(1);这种语法有什么怀疑，实际上int也可以看成一种class。
单链表类定义与实现
#ifndef List_H
#define List_H
#ifndef TURE
#define TURE 1
#endif
#ifndef FALSE
#define FALSE 0
#endif
typedef int BOOL;
#include "Node.h"
template <class Type> class List //单链表定义
{
//基本上无参数的成员函数操作的都是当前节点，即current指的节点
//认为表中“第1个节点”是第0个节点，请注意，即表长为1时，最后一个节点是第0个节点
public:
List() { first = current = last = new Node<Type>; prior = NULL; }
~List() { MakeEmpty(); delete first; }
void MakeEmpty() //置空表
{
Node<Type> *q;
while (first->link != NULL)
{
q = first->link;
first->link = q->link;
delete q;
}
Initialize();
}
BOOL IsEmpty()
{
if (first->link == NULL)
{
Initialize();
return TURE;
}
else return FALSE;
}
int Length() const //计算带表头节点的单链表长度
{
Node<Type> *p = first->link;
int count = 0;
while (p != NULL)
{
p = p->link;
count++;
}
return count;
}
Type *Get()//返回当前节点的数据域的地址
{
if (current != NULL) return ¤t->data;
else return NULL;
}
BOOL Put(Type const &value)//改变当前节点的data，使其为value
{
if (current != NULL)
{
current->data = value;
return TURE;
}
else return FALSE;
}
Type *GetNext()//返回当前节点的下一个节点的数据域的地址，不改变current
{
if (current->link != NULL) return ¤t->link->data;
else return NULL;
}
Type *Next()//移动current到下一个节点，返回节点数据域的地址
{
if (current != NULL && current->link != NULL)
{
prior = current;
current = current->link;
return ¤t->data;
}
else
{
return NULL;
}
}
void Insert(const Type &value)//在当前节点的后面插入节点，不改变current
{
Node<Type> *p = new Node<Type>(value, current->link);
current->link = p;
}
BOOL InsertBefore(const Type &value)//在当前节点的前面插入一节点，不改变current，改变prior
{
Node<Type> *p = new Node<Type>(value);
if (prior != NULL)
{
p->link = current;
prior->link = p;
prior = p;
return TURE;
}
else return FALSE;
}
BOOL Locate(int i)//移动current到第i个节点
{
if (i <= -1) return FALSE;
current = first->link;
for (int j = 0; current != NULL && j < i; j++, current = current->link)
prior = current;
if (current != NULL) return TURE;
else return FALSE;
}
void First()//移动current到表头
{
current = first;
prior = NULL;
}
void End()//移动current到表尾
{
if (last->link != NULL)
{
for ( ;current->link != NULL; current = current->link)
prior = current;
last = current;
}
current = last;
}
BOOL Find(const Type &value)//移动current到数据等于value的节点
{
if (IsEmpty()) return FALSE;
for (current = first->link, prior = first; current != NULL && current->data != value;
current = current->link)
prior = current;
if (current != NULL) return TURE;
else return FALSE;
}
BOOL Remove()//删除当前节点，current指向下一个节点，如果current在表尾，执行后current = NULL
{
if (current != NULL && prior != NULL)
{
Node<Type> *p = current;
prior->link = p->link;
current = p->link;
delete p;
return TURE;
}
else return FALSE;
}
BOOL RemoveAfter()//删除当前节点的下一个节点，不改变current
{
if (current->link != NULL && current != NULL)
{
Node<Type> *p = current->link;
current->link = p->link;
delete p;
return TURE;
}
else return FALSE;
}
friend ostream & operator << (ostream & strm, List<Type> &l)
{
l.First();
while (l.current->link != NULL) strm << *l.Next() << " " ;
strm << endl;
l.First();
return strm;
}
protected:
/*主要是为了高效的入队算法所添加的。因为Insert()，Remove()，RemoveAfter()有可能改变last但没有改变last所以这个算法如果在public里除非不使用这些，否则不正确。但是last除了在队列中非常有用外，其他的时候很少用到，没有必要为了这个用途而降低Insert()，Remove()的效率所以把这部分放到protected，实际上主要是为了给队列继承*/ void LastInsert(const Type &value)
{
Node<Type> *p = new Node<Type>(value, last->link);
last->link = p;
last = p;
}
void Initialize()//当表为空表时使指针复位
{
current = last = first;
prior = NULL;
}
//这部分函数返回类型为Node<Type>指针,是扩展List功能的接口
Node<Type> *pGet()
{
return current;
}
Node<Type> *pNext()
{
prior = current;
current = current->link;
return current;
}
Node<Type> *pGetNext()
{
return current->link;
}
Node<Type> *pGetFirst()
{
return first;
}
Node<Type> *pGetLast()
{
return last;
}
Node<Type> *pGetPrior()
{
return prior;
}
void PutLast(Node<Type> *p)
{
last = p;
}
//这部分插入删除函数不建立或删除节点，是原位操作的接口
void Insert(Node<Type> *p)
{
p->link = current->link;
current->link = p;
}
void InsertBefore(Node<Type> *p)
{
p->link = current;
prior->link = p;
prior = p;
}
void LastInsert(Node<Type> *p)
{
p->link = NULL;
last->link = p;
last = p;
}
Node<Type> *pRemove()
{
if (current != NULL && prior != NULL)
{
Node<Type> *p = current;
prior->link = current->link;
current = current->link;
return p;
}
else return NULL;
}
Node<Type> *pRemoveAfter()
{
if (current->link != NULL && current != NULL)
{
Node<Type> *p = current->link;
current->link = current->link->link;
return p;
}
else return NULL;
}
private:
List(const List<Type> &l);
Node<Type> *first, *current, *prior, *last;
//尽量不要使用last，如果非要使用先用End()使指针last正确
};
#endif |
【说明】我将原书的游标类Iterator的功能放在了链表类中，屏蔽掉了返回值为Node以及Node*类型的接口，这样的链表简单、实用，扩充性能也很好。
在完成书后作业的时候，我发现了原书做法的好处，也就是我的做法的不足。如果使用原书的定义，在完成一个功能时，只需要写出对应的函数实现。而在我的定义中，必须先派生一个类，然后把这个功能作为成员或者友元。但是这种比较并不说明书上的定义比我的要合理。首先，使用到原位操作的情况并不多，书后作业只是一种特殊情况；换句话说，书上的定义只是对完成书后作业更实用些。其次，在使用到链表的时候，通常只会用到插入、删除、取数据、搜索等很少的几个功能，我的定义足够用了。而在完成一个软件时，对链表的扩充功能在设计阶段就很清晰了，这时可以派生一个新类在整个软件中使用，对整体的规划更为有利。而对于单个链表的操作，把它作为成员函数更好理解一些。也就是说我的定义灵活性不差。
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