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淺談連結串列 棧 佇列 及連結串列的逆序輸出應用

連結串列就是有n各結點連結形成一個表,所謂結點就是包含了本身的資料元素,和一個指示直接後繼的儲存位置,即結點包含兩個部分(資料域  指標域)。但是連結串列的存取必須是從頭指標開始進行的,頭指標指向第一個結點的儲存位置,用head 表示,但head只是指向了頭結點,本身不是一個結點 ,而是一個指標。

定義結點的結構體:

struct Node{
     int data;
     Node* next;
}
下面給出一個連結串列的各種操作的程式碼進行解釋說明:
#include <iostream>
using namespace std;
typedef int T;

class List{
    struct Node{
        T data;
        Node* next;
        Node(const T& d=T()):data(d),next(NULL){}
    };
    Node* head;
public:
    List():head(NULL){}
    ~List(){
        clear();    //逐個釋放
    }
    void clear(){
        Node* p = head->next;
        delete head;
        head = p;
    }
    //插入操作
    void insert(const T& t){
        Node* p = new Node(t);
        p->next = head;
        head = p;
    }
    //遍歷
    void travel(){
        Node* p = head;
        while(p!=NULL){
            cout<<p->data<<endl;
            p = p->next;
        }
    }
    //連結串列的大小
    int size(){
        Node* p = head;
        int cnt=0;
        while(p!=NULL){
        cnt++;
        p = p->next;
    }
        return cnt;
    }
    //獲取頭結點元素值
    T getHead(){
        if(head==NULL)throw"no head";
        return head->data;
    }
    //獲取尾結點元素值
    T getTail(){
        if(head==NULL)throw"no tail";
        Node* p = head;
        while(p!=NULL){
            p = p->next;
        }
        return p->data;
    }
    //判斷是否為空
    bool empty(){
        return head==NULL;
    }
    //查詢一個元素
    int find(const T& t){
        int pos=0;
        Node* p = head;
        while(p!=NULL){
            if(p->data==t){
                return pos;
            }
            p = p->next;
            pos++;
        }
        return -1;
    }
    //修改
    bool update(const T& o,const T& t){
        int pos = find(o);
        if(pos==-1){
            return false;
        }
        Node* p = getpoint(pos);    //獲得到需要修改的指標
        p->data = t;
        return true;
    }
    //獲得某個位置的指標
    Node* getpoint(int pos){
        Node* p = head;
        for(int i=0;i<pos;i++)
            p = p->next;
        return p;
    }
    //刪除元素
    bool erase(const T& t){
        int pos = find(t);
        if(pos==-1){
            cout<<"NO Node"<<endl;
        }
        if(pos==0){
            Node* p = head->next;
            delete head;
            head = p;
        }
        else{
            Node* pre = getpoint(pos-1);
            pre->next = pre->next->next;
            delete pre;
        }
    }
};
在連結串列之中還需要後插入
void insert_back(const T& t){
        Node* p = new Node(t);
        if(head == NULL){
            head = p;
        }
        else{
            getpoint(size()-1)->next = p;
        }
    }
棧和佇列基本就是對應於單鏈表進行的操作,棧是先進後出的,而佇列是先進現出

基於單鏈表的棧的一些基本操作:

class Stack{
    List list;  //包含上面連結串列的類
public:
    //向棧頂插入一個元素
    void push(const T& t){
        list.insert(t);
    }
    //出棧
    void pop(){
        list.erase(list.getHead);
    }
    //獲得棧頂元素
    int top(){
        return list.getHead();
    }
    //判斷棧是否為空
    bool empty(){
        return list.empty();
    }
    //棧的大小
    int size(){
        return list.size();
    }
    //清空這個棧
    void clear(){
        list.clear();
    }
};
基於連結串列的佇列的操作
class Queue{
    List list;  //包含上面連結串列的類
public:
    //向佇列末插入一個元素
    void push(const T& t){
        list.insert_back(t);
    }
    //刪除隊首元素
    void pop(){
        list.erase(list.getHead);
    }
    //獲得隊首元素
    int front(){
        return list.getHead();
    }
    //獲得隊尾元素
    int back(){
        return list.getTail();
    }
    //判斷佇列是否為空
    bool empty(){
        return list.empty();
    }
    //佇列的大小
    int size(){
        return list.size();
    }
    //清空這個佇列
    void clear(){
        list.clear();
    }
};

同時在C++STL中 提供了棧和佇列的介面卡具體的操作如下:

棧介面卡

s.pop()  刪除棧頂元素

s.empty() 棧為空

s.push(item) 向棧頂插入元素

s.size() 棧的大小

s.top() 獲取棧頂元素

佇列介面卡:

q.empty() 佇列為空

q.pop() 刪除隊首元素

q.size() 佇列大小

q.push(item) 向隊尾插入元素

q.front() 獲取隊首元素

q.back() 獲取隊尾元素

q.top() 返回一個優先順序高的元素 只適用於優先佇列

這些操作在STL提供下是直接可以應用的 無需上面寫大段的程式碼,只須使用前包含 <stack> <queue> 標頭檔案即可。

連結串列的逆序輸出:只給出連結串列的頭結點,逆序輸出整個連結串列。

c++程式碼簡介:

#include <iostream>
#include <stack>

using namespace std;

struct linkNode{
    int value;
    linkNode* next;
};

//建立結點
linkNode* createNode(int value){
    linkNode* pNode = new linkNode();
    pNode->value = value;
    pNode->next = NULL;
    return pNode;
}

//列印連結串列
void printNode(linkNode* phead){
    linkNode* pNode = phead;
    if(pNode==NULL){
        cout<<"list is null"<<endl;
    }
    while(pNode!=NULL){
        cout<<pNode->value<<" ";
        pNode = pNode->next;
    }
    cout<<endl;
}
//向連結串列的末端插入結點,並且儲存好連結串列的結構,所以需要傳遞一個節點引用,所以形參是一個指向指標的指標
void addToTail(linkNode** phead,int value){
    linkNode* pNew = new linkNode();
    pNew->value = value;
    pNew->next = NULL;
    if(*phead==NULL){
        *phead = pNew;
    }else{
        linkNode* pNode = *phead;
        while(pNode->next!=NULL){
            pNode = pNode->next;
        }
        pNode->next = pNew;
    }
}

void printreverse(linkNode* phead){
    linkNode* pNode = phead;
    stack<linkNode*> nodes;
    while(pNode!=NULL){
        nodes.push(pNode);
        pNode = pNode->next;
    }
    while(!nodes.empty()){
        pNode = nodes.top();
        cout<<pNode->value<<" ";
        nodes.pop();
    }
    cout<<endl;
}

//遞迴呼叫
void print_revserse_order(linkNode* phead){
    linkNode* pNode = phead;
    if(pNode!=NULL){
        if(pNode->next!=NULL){
            print_revserse_order(pNode->next);
        }
    }
    cout<<pNode->value<<" ";
}
int main()
{
    linkNode* p_Node = createNode(1);   //建立一個結點
    printNode(p_Node);
    addToTail(&p_Node,2);       //新增一個結點
    addToTail(&p_Node,3);
    addToTail(&p_Node,4);
    addToTail(&p_Node,5);
    addToTail(&p_Node,6);
    addToTail(&p_Node,7);
    addToTail(&p_Node,8);
    addToTail(&p_Node,9);
    addToTail(&p_Node,0);

    printreverse(p_Node);       // 逆序列印

    print_revserse_order(p_Node);
    return 0;
}