单链表

单链表为链表的一种，链表和顺序表又同属于线性表，在正式写单链表之前，可以先定义一个线性表抽象类，用来规范所有线性表共同的操作

#include <iostream>
using namespace std;

// 线性表：顺序表和链表共同的抽象类
template<typename elemType>
class list{
public:
    virtual void clear() = 0;                            // 删除线性表中的所有数据元素
    virtual int length() const = 0;                      // 求线性表的长度
    virtual void insert(int i, const elemType & x) = 0;  // 在第i个位置插入一个元素
    virtual void remove(int i) = 0;                      // 删除第i个位置的元素
    virtual int search(const elemType & x) const = 0;    // 搜索某个元素x在线性表中是否出现
    virtual elemType visit(int i) const = 0;             // 返回线性表中第i个数据元素的值
    virtual void traverse() const = 0;                   // 按序访问线性表的每一数据元素
    virtual ~list(){};
};

 定义单链表，链表中用到的节点被定义为类内的结构体。

// 单链表
template<typename elemType>
class sLinkList:public list<elemType>{

private:
    struct node{                                         // 单链表中的节点类
        elemType data;
        node* next;

        node(const elemType & x, node* n = NULL)
            {data = x; next = n;}
        node():next(NULL){}
        ~node(){}
    };
    
    node* head;                                          // 头指针
    int currentLength;                                   // 表长

    node* move(int i) const;                             // 返回指向第i个结点的指针

    class NoSuchNodeError{};                             // 按索引的结点不存在导致的错误

public:
    sLinkList();
    ~sLinkList(){clear(); delete head;}

    void clear();
    int length() const{return currentLength;}
    void insert(int i, const elemType & x);
    void remove(int i);
    int search(const elemType & x) const;
    elemType visit(int i) const;
    void traverse() const;
};

函数的类外定义，注意在构造函数中应该新建一个哨兵节点，这样就保证所有储存信息的节点都有前一个节点，可以简化代码和加快运行速度

template<typename elemType>
typename sLinkList<elemType>::node* sLinkList<elemType>::move(int i) const{
    node* p = head;

    while (i-- >= 0) p = p->next;
    return p;
}


template<typename elemType>
sLinkList<elemType>::sLinkList(){
    head = new node;                                     // 哨兵结点
    currentLength = 0;
}


template<typename elemType>
void sLinkList<elemType>::clear(){
    node* p = head->next;
    node* q;

    head->next = NULL;
    while(p != NULL){
        q = p->next;
        delete p;
        p = q;
    }
    currentLength = 0;
}


template<typename elemType>
void sLinkList<elemType>::insert(int i, const elemType & x){
    if(i > currentLength || i < 0) throw NoSuchNodeError();

    node* pos = move(i - 1);

    pos->next = new node(x, pos->next);
    ++ currentLength;
}


template<typename elemType>
void sLinkList<elemType>::remove(int i){
    if(i >= currentLength || i < 0) throw NoSuchNodeError();

    node* pos = move(i - 1);
    node* delp = pos->next;

    pos->next = delp->next;
    delete delp;
    --currentLength;
}


template<typename elemType>
int sLinkList<elemType>::search(const elemType & x) const{
    node* p = head->next;
    int i = 0;

    while(p!= NULL && p->data != x){p = p->next; ++i;}
    if(p == NULL) return -1; else return i;
}


template<typename elemType>
elemType sLinkList<elemType>::visit(int i) const{
    if(i >= currentLength || i < 0) throw NoSuchNodeError();

    return move(i)->data;
}


template<typename elemType>
void sLinkList<elemType>::traverse() const{
    node* p = head->next;

    while(p != NULL){
        cout << p->data << " ";
        p = p->next;
    }
    cout << endl;
}