单链表的基本操作和实现
（一）链表的定义和介绍在这里就不多介绍了，我们现在看文章大概最烦的就是一上来就长篇大论，这样直接劝退了很多人，所以我们选择从简。
头节点： 是单链表的头，是一个特殊的节点，只有指针域，没有数据域。
节点：由两部分构成，第一部分是数据域，存储的是该节点的内容，第二部分是指针域，用来存储下一节点的地址，通过改地址可以访问下一个节点。
单链表：由头节点和若干节点组成的链表。
这是一个有三个节点的链表。
（二）链表的存储结构
（1）从上篇文章我们得知顺序表在计算机中存储的位置是连续的，就像宿舍楼一层的房间，都是相邻的，但链表不一样，链表不一定是相邻的，只不过每一个节点都会存储下一个节点的地址。比如说，小明有小红的地址，小红呢有小白的地址，小白又有小兰的地址，小黑有小明的地址，他们五个是一个班的，所以他们之间就形成了一个关系：
这就是一个单链表的结构，单是指只有前驱节点有后继节点的地址，只有单向性，当然也有双向链表，后面遇到了我们再讲。
（2）上面是我们自己抽象化的一个链表，在计算机中的存储结构是下图： 
（三）代码分析
（1）头文件
#include <iostream> //基本的输入输出 using namespace std; //声明命名空间 #include<string.h> //字符串头文件
（2)预处理
#define OK 1 #define ERROR 0 #define ElemType int
（3）创建节点，很明显，这里要用到结构体，结构体有两个成员，一个是数据域，一个是指针域。
typedef struct LNode { struct LNode *next; //节点指针域 string data; //节点数据域 }*LinkList,LNode; //一个是结构体指针，一个是结构体名称
（4）初始化函数，创建一个头节点，并将指针域置空。
ElemType Init_Linklist(LinkList &L) //初始化链表 { L = new LNode; //创建一个头节点 L->next = NULL; //并将头节点的指针域置空 return OK; }
（5）输出链表函数，这个函数呢，是将单链表中的每个元素按顺序输出，为了美观，用"->"隔开。
实现步骤：①定义一个节点指针，指向第一个节点。（注意：这里的第一个节点是头节点之后的第一个。）
②while判断当前节点是否为空，如果不是空，就输出该节点内容，然后指针下移，下面的if是最后一个节点不输出"->"，这样链表看起来会更美观。
void Printf_LNode(LinkList L) //遍历输出链表内容 { cout<<"链表内容："; LNode *p = L->next; //节点指针，用来遍历节点 while(p) { cout<<p->data; //输出节点的数据域 p = p->next; if(p) //判断下一个节点是否为空，如果是就不输出"->" { cout<<"->"; } } cout<<endl; }
（6）前插法建立链表，即每次在第一个节点的位置插入新节点。咱们先自己想一下这个过程，首先，我们要新建一个节点吧，然后将新节点的指针域指向下一个节点，再把上一个节点的指针域指向自己，不就插入成功了嘛。看一下图片：
实现步骤：①输出提醒，并得到你要创建节点的个数n。
②创建一个节点指针，便于后面改指针的操作。
③初始化头节点，并将指针域置空。
④要创建n个节点，自然需要循环n次，首先开辟一个新节点，并让p指向新节点，将新节点的指针指向下一个节点，再让上一个节点指向自己，然后在输入该节点的内容。
⑤输出链表。
void Create_LinkList_h(LinkList &L) //前插法创建单链表 { int n; cout<<"请输入你要创建的链表的结点个数:"; cin>>n; LNode *p; L = new LNode; //初始化头节点 L->next = NULL; cout<<"将要采用头插法创建单链表，请逆序输入"<<n<<"个节点内容:"; for(int i = 0;i < n;i++) //循环创建节点 { p = new LNode; p->next = L->next; L->next = p; cin>>p->data; } Printf_LNode(L); //输出链表内容 }
（7）后插法建立链表，尾插法是将每个元素插在最后，故称为后插法。与前插法大致相同，不过比前插法多一个节点指针，首先新建一个节点，然后自己的指针域为空，因为自己已经是最后一个节点了，然后让上一个节点指向自己，然后插入成功。
实现步骤：①首先得到你要输入的节点个数n
②初始化头节点
③定义一个节点指针r，并指向L
④循环n次，每一次都先申请一个节点，输入节点内容，因为是后插，所以每一个节点的指针域都指向空，然后再让上一个节点指向自己，然后r后移一个节点。
void Create_LinkList_r(LinkList &L) //尾插法创建链表 { int n; //节点个数 cout<<"请输入你要创建的链表的结点个数:"; cin>>n; L = new LNode; //初始化头节点 L->next = NULL; LNode *r = L; cout<<"将要采用尾插法创建单链表，请输入"<<n<<"个节点内容:"; for(int i = 0;i < n;i++) //循环创建节点 { LNode *p; p = new LNode; cin>>p->data; p->next = NULL; r->next = p; r = p; } Printf_LNode(L); }
(8)取值，通过输入的位置， 遍历链表，找到对应位置的值，然后赋值即可。
实现步骤：①首先输入你要取得元素的位置
②定义一个新的节点指针，并指向头节点的下一个节点，同时呢也定义一个j，用来记录节点的值。
③用while循环，让指针连续下移到相应位置，同时判断j的值是否达到n。
④如果已经移到空节点了，或者说j已经大于n了，就表明越界了。
⑤如果没有越界，就赋值即可。
ElemType Get_ElemType(LinkList L,string &name) { int n; //元素位置 cout<<"请输入你要取得元素的位置:"; cin>>n; LNode *p = L->next; //新建节点指针，并指向下一个节点 int j = 1; while(p&&j<n) //指针移到要取得位置 { p = p->next; j++; } if(!p || j>n) //判断是否越界 { return ERROR; } name = p->data; //取值 }
（9）插入节点，其实也就是先开辟一个节点，然后让新节点指向下一个节点，再让新节点的上一个节点指向自己，就插入成功了。
实现步骤：①首先得到你要插入的位置
②定义一个节点指针，指向第一个节点
③指针连续下移，移到n-1的节点。
④判断是否越界
⑤新建一个节点和一个指向新节点的指针s，然后输入插入的节点的值。
⑥改指针，将上一个节点的指针赋给新节点，然后让上一个节点指向自己，就插入成功了。
ElemType Insert_LNode(LinkList &L) //插入节点函数 { int n; //插入得位置 cout<<"请输入你要插入的位置："; cin>>n; LNode *p = L->next; int j = 1; while(p&&j<(n - 1)) //新建节点指针，并指向下一个节点 { p = p->next; j++; } if(!p || j > (n - 1)) //判断是否越界 { return ERROR; } LNode *s; //指向新建节点的指针 s = new LNode; cout<<"请输入你要插入的元素:"; cin>>s->data; //输入新节点的数据域内容 s->next = p->next; p->next = s; Printf_LNode(L); //输出单链表 }
（10）删元素，其实跟之前插元素的实现差不多，都是先移到你要删除的位置，然后把你想要删除节点的指针域赋给前一个节点，然后释放节点即可。
实现步骤：①输出一边当前链表的内容，然后挑选并得到你要删除的位置，同时定义一个节点指针q。
②定义一个节点指针指向第一个节点，并定义一个计数变量j。
③指针p连续下移到要删除的元素的前一个位置，然后在把该节点的指针域（q = p->next），赋给节点指针q，这样q就指向了我们要删除的节点，然后让q指向我们要删除的节点的下一个节 点，然后释放q节点即可。
ElemType Del_LNode(LinkList &L) //删除节点函数 { int n; LNode *q; //首先定义一个节点指针 Printf_LNode(L); cout<<"请输入你要删除的位置:"; cin>>n; LNode *p = L->next; int j = 1; while(p&&(j< n - 1)) //指针下移 { p = p->next; ++j; } if(!p || j > (n - 1)) //判断是否越界 { return ERROR; } q = p->next; p->next = q->next; delete q; Printf_LNode(L); }
（11）菜单函数，只是一些普通的输出，就不用解释了吧
void Menu() //菜单函数 { cout<<"<<<<<<<<<<<<<<<菜单>>>>>>>>>>>>>>>"<<endl; cout<<"1.初始化单链表"<<endl; cout<<"2.头插法创建一个单链表"<<endl; cout<<"3.尾插法创建一个单链表"<<endl; cout<<"4.取单链表中的某个元素"<<endl; cout<<"5.在单链表某个位置插入元素"<<endl; cout<<"6.在单链表删除某个位置的元素"<<endl; cout<<"7.输出链表内容"<<endl; cout<<"8.菜单"<<endl; cout<<"9.退出系统！"<<endl; cout<<"输入对应选项，执行对应操作"<<endl; }
（12）主函数：首先创建一个链表指针，输出菜单，然后进入while循环，通过switch输入不同的选项进入不同的case，然后执行不同的函数，这里为了能够退出系统（跳出循环）使用了goto语句来结束循环。这里需要特别说明的可能就是case 4和case 5，定义了两个标志变量，用来记录程序退出的值，看是否出错
int main() { LinkList La; //链表指针 int select; Menu(); while(1) //循环输入选项 { cout<<"请输入选项："; cin>>select; switch(select) //判断选项，并执行对应的函数 { case 1: { Init_Linklist(La); cout<<"初始化后单链表为空，要想进行操作，请先创建一个单链表"<<endl; Create_LinkList_h(La); break; } case 2: { Create_LinkList_h(La); break; } case 3: { Create_LinkList_r(La); break; } case 4: { int flag; //标志变量，用来记录退出码，用来判断是否为正常退出 string name; flag = Get_ElemType(La,name); if(!flag) { cout<<"取出失败，越界!"<<endl; } cout<<name<<endl; break; } case 5: { int flag; flag = Insert_LNode(La); //标志变量，用来记录退出码，用来判断是否为正常退出 if(!flag) { cout<<"插入失败,越界！"<<endl; } break; } case 6: { Del_LNode(La); break; } case 7: { Printf_LNode(La); break; } case 8: { Menu(); break; } case 9: { cout<<"多谢使用"<<endl; goto unloop; //使用goto语句，跳转，使程序结束 } default: { cout<<"输入有误！"<<endl; break; } } } unloop:return 0; //跳转到程序结束语句 }
（四)完整代码
#include <iostream> //基本的输入输出 using namespace std; //声明命名空间 #include<string.h> //字符串头文件 #define OK 1 #define ERROR 0 #define ElemType int typedef struct LNode { struct LNode *next; //节点指针域 string data; //节点数据域 }*LinkList,LNode; //一个是结构体指针，一个是结构体名称 ElemType Init_Linklist(LinkList &L) //初始化链表 { L = new LNode; //创建一个头节点 L->next = NULL; //并将头节点的指针域置空 return OK; } void Printf_LNode(LinkList L) //遍历输出链表内容 { cout<<"链表内容："; LNode *p = L->next; //节点指针，用来遍历节点 while(p) { cout<<p->data; //输出节点的数据域 p = p->next; if(p) //判断下一个节点是否为空，如果是就不输出"->" { cout<<"->"; } } cout<<endl; } void Create_LinkList_h(LinkList &L) //前插法创建单链表 { int n; cout<<"请输入你要创建的链表的结点个数:"; cin>>n; LNode *p; L = new LNode; //初始化头节点 L->next = NULL; cout<<"将要采用头插法创建单链表，请逆序输入"<<n<<"个节点内容:"; for(int i = 0;i < n;i++) //循环创建节点 { p = new LNode; p->next = L->next; L->next = p; cin>>p->data; } Printf_LNode(L); //输出链表内容 } void Create_LinkList_r(LinkList &L) //尾插法创建链表 { int n; //节点个数 cout<<"请输入你要创建的链表的结点个数:"; cin>>n; L = new LNode; //初始化头节点 L->next = NULL; LNode *r = L; cout<<"将要采用尾插法创建单链表，请输入"<<n<<"个节点内容:"; for(int i = 0;i < n;i++) //循环创建节点 { LNode *p; p = new LNode; cin>>p->data; p->next = NULL; r->next = p; r = p; } Printf_LNode(L); } ElemType Get_ElemType(LinkList L,string &name) { int n; //元素位置 cout<<"请输入你要取得元素的位置:"; cin>>n; LNode *p = L->next; //新建节点指针，并指向下一个节点 int j = 1; while(p&&j<n) //指针移到要取得位置 { p = p->next; j++; } if(!p || j>n) //判断是否越界 { return ERROR; } name = p->data; //取值 } ElemType Insert_LNode(LinkList &L) //插入节点函数 { int n; //插入得位置 cout<<"请输入你要插入的位置："; cin>>n; LNode *p = L->next; int j = 1; while(p&&j<(n - 1)) //新建节点指针，并指向下一个节点 { p = p->next; j++; } if(!p || j > (n - 1)) //判断是否越界 { return ERROR; } LNode *s; //指向新建节点的指针 s = new LNode; cout<<"请输入你要插入的元素:"; cin>>s->data; //输入新节点的数据域内容 s->next = p->next; p->next = s; Printf_LNode(L); //输出单链表 } ElemType Del_LNode(LinkList &L) //删除节点函数 { int n; LNode *q; //首先定义一个节点指针 Printf_LNode(L); cout<<"请输入你要删除的位置:"; cin>>n; LNode *p = L->next; int j = 1; while(p&&(j< n - 1)) //指针下移 { p = p->next; ++j; } if(!p || j > (n - 1)) //判断是否越界 { return ERROR; } q = p->next; p->next = q->next; delete q; Printf_LNode(L); } void Menu() //菜单函数 { cout<<"<<<<<<<<<<<<<<<菜单>>>>>>>>>>>>>>>"<<endl; cout<<"1.初始化单链表"<<endl; cout<<"2.头插法创建一个单链表"<<endl; cout<<"3.尾插法创建一个单链表"<<endl; cout<<"4.取单链表中的某个元素"<<endl; cout<<"5.在单链表某个位置插入元素"<<endl; cout<<"6.在单链表删除某个位置的元素"<<endl; cout<<"7.输出链表内容"<<endl; cout<<"8.菜单"<<endl; cout<<"9.退出系统！"<<endl; cout<<"输入对应选项，执行对应操作"<<endl; } int main() { LinkList La; //链表指针 int select; Menu(); while(1) //循环输入选项 { cout<<"请输入选项："; cin>>select; switch(select) //判断选项，并执行对应的函数 { case 1: { Init_Linklist(La); cout<<"初始化后单链表为空，要想进行操作，请先创建一个单链表"<<endl; Create_LinkList_h(La); break; } case 2: { Create_LinkList_h(La); break; } case 3: { Create_LinkList_r(La); break; } case 4: { int flag; //标志变量，用来记录退出码，用来判断是否为正常退出 string name; flag = Get_ElemType(La,name); if(!flag) { cout<<"取出失败，越界!"<<endl; } cout<<name<<endl; break; } case 5: { int flag; flag = Insert_LNode(La); //标志变量，用来记录退出码，用来判断是否为正常退出 if(!flag) { cout<<"插入失败,越界！"<<endl; } break; } case 6: { Del_LNode(La); break; } case 7: { Printf_LNode(La); break; } case 8: { Menu(); break; } case 9: { cout<<"多谢使用"<<endl; goto unloop; //使用goto语句，跳转，使程序结束 } default: { cout<<"输入有误！"<<endl; break; } } } unloop:return 0; //跳转到程序结束语句 }
（五）运行结果
程序在健壮性方面还有很多不足，各位大神如果有什么好的想法或者发现我的某些错误，欢迎指正！最后希望大家给我一个支持，谢谢！
