采用模板類實現的好處是，不用拘泥于特定的數據類型。就像活字印刷術，制定好模板，就可以批量印刷，比手抄要強多少倍！

此處不具體介紹泛型編程，還是著重敘述鏈表的定義和相關操作。?

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?鏈表結構定義

定義單鏈表的結構可以有4方式。如代碼所示。

本文采用的是第4種結構類型

/*************************************************************************
1、復合類：在Node類中定義友元的方式，使List類可以訪問結點的私有成員
*************************************************************************/
class?LinkNode
{
????friend?class?LinkList;
private:
????int?data;
????LinkNode?*next;
};

class?LinkList
{
public:
????//單鏈表具體操作
private:
????LinkNode?*head;
};?

/*************************************************************************
2、嵌套類：在List內部定義Node類，但是Node的數據成員放在public部分，使List
和Node均可以直接訪問Node的成員
*************************************************************************/
class?LinkList
{
public:
????//單鏈表具體操作
private:
????class?LinkNode
????{
????public:
????????int?data;
????????LinkNode?*next;
????};
????LinkNode?*head;
};?

/*************************************************************************
3、繼承：在Node類中把成員定義為protected，然后讓List繼承Node類，這樣就可以
訪問Node類的成員了。
*************************************************************************/
class?LinkNode
{
protected:
????int?data;
????LinkNode?*next;
};

class?LinkList?:?public?LinkNode
{
public:
????//單鏈表具體操作
private:
????LinkNode?*head;
};?

/*************************************************************************
4、直接用struct定義Node類，因為struct的成員默認為公有數據成員，所以可直接
訪問（struct也可以指定保護類型）。
*************************************************************************/
struct?LinkNode
{
????int?data;
????LinkNode?*next;
};

class?LinkList
{
public:
????//單鏈表具體操作
private:
????LinkNode?*head;
};?

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單鏈表的模板類定義

使用模板類需要注意的一點是template<class T>必須定義在同一個文件，否則編譯器會無法識別。

如果在.h中聲明類函數，但是在.cpp中定義函數具體實現， 會出錯。所以，推薦的方式是直接在.h中定義。

/*?單鏈表的結點定義?*/
template<class?T>
struct?LinkNode
{
????T?data;
????LinkNode<T>?*next;
????LinkNode(LinkNode<T>?*ptr?=?NULL){next?=?ptr;}
????LinkNode(const?T?&item,?LinkNode<T>?*ptr?=?NULL)????
????//函數參數表中的形參允許有默認值，但是帶默認值的參數需要放后面
????{
????????next?=?ptr;
????????data?=?item;
????}
};

/*?帶頭結點的單鏈表定義?*/
template<class?T>
class?LinkList
{
public:
????//無參數的構造函數
????LinkList(){head?=?new?LinkNode<T>;}
????//帶參數的構造函數
????LinkList(const?T?&item){head?=?new?LinkNode<T>(item);}
????//拷貝構造函數
????LinkList(LinkList<T>?&List);
????//析構函數
????~LinkList(){Clear();}
????//重載函數:賦值
????LinkList<T>&?operator=(LinkList<T>?&List);
????//鏈表清空
????void?Clear();
????//獲取鏈表長度
????int?Length()?const;
????//獲取鏈表頭結點
????LinkNode<T>*?GetHead()?const;
????//設置鏈表頭結點
????void?SetHead(LinkNode<T>?*p);
????//查找數據的位置，返回第一個找到的滿足該數值的結點指針
????LinkNode<T>*?Find(T?&item);
????//定位指定的位置，返回該位置上的結點指針
????LinkNode<T>*?Locate(int?pos);
????//在指定位置pos插入值為item的結點，失敗返回false
????bool?Insert(T?&item,?int?pos);
????//刪除指定位置pos上的結點，item就是該結點的值，失敗返回false
????bool?Remove(int?pos,?T?&item);
????//獲取指定位置pos的結點的值，失敗返回false
????bool?GetData(int?pos,?T?&item);
????//設置指定位置pos的結點的值，失敗返回false
????bool?SetData(int?pos,?T?&item);
????//判斷鏈表是否為空
????bool?IsEmpty()?const;
????//打印鏈表
????void?Print()?const;
????//鏈表排序
????void?Sort();
????//鏈表逆置
????void?Reverse();
private:
????LinkNode<T>?*head;
};

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定位位置??

/* 返回鏈表中第pos個元素的地址，如果pos<0或pos超出鏈表最大個數返回NULL */ template<class T> LinkNode<T>* LinkList<T>::Locate(int pos) {int i = 0;LinkNode<T> *p = head;if (pos < 0)return NULL;while (NULL != p && i < pos){p = p->next;i++;}return p; }

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插入結點

單鏈表插入結點的處理如圖?

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?圖：單鏈表插入操作

要在p結點后插入一個新結點node，（1）要讓node的next指針指向p的next結點；（2）再讓p的next指向node結點（即斷開圖中的黑色實線，改成紅色虛線指向node）

接下來：node->next = p->next;?p->next = node;?

template<class T> bool LinkList<T>::Insert(T &item, int pos) {LinkNode<T> *p = Locate(pos);if (NULL == p)return false;LinkNode<T> *node = new LinkNode<T>(item);if (NULL == node){cerr << "分配內存失敗!" << endl;exit(1);}node->next = p->next;p->next = node;return true; }

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刪除結點

刪除結點的處理如圖：

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圖：單鏈表刪除?

刪除pos位置的結點，如果這個位置不存在結點，則返回false；

如果找到對應結點，則通過實參item輸出要刪除的結點的數值， 然后刪除結點并返回true。

template<class T> bool LinkList<T>::Remove(int pos, T &item) {LinkNode<T> *p = Locate(pos);if (NULL == p || NULL == p->next)return false;LinkNode<T> *del = p->next;p->next = del->next;item = del->data;delete del;return true; }

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清空鏈表?

遍歷整個鏈表，每次head結點的next指針指向的結點，直到next指針為空。

最后保留head結點。?

template<class T> void LinkList<T>::Clear() {LinkNode<T> *p = NULL;//遍歷鏈表，每次都刪除頭結點的next結點，最后保留頭結點while (NULL != head->next){p = head->next;head->next = p->next; //每次都刪除頭結點的next結點 delete p;} }

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求鏈表長度和打印鏈表

著兩個功能的實現非常相近，都是遍歷鏈表結點，不贅述。?

template<class T> void LinkList<T>::Print() const {int count = 0;LinkNode<T> *p = head;while (NULL != p->next){p = p->next;std::cout << p->data << " ";if (++count % 10 == 0) //每隔十個元素，換行打印cout << std::endl;} }template<class T> int LinkList<T>::Length() const {int count = 0;LinkNode<T> *p = head->next;while (NULL != p){p = p->next;++count;}return count; }

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單鏈表倒置

單鏈表的倒置處理如圖：?

圖：單鏈表倒置?

（1）初始狀態：prev = head->next; curr = prev->next;

（2）讓鏈表的第一個結點的next指針指向空

（3）開始進入循環處理，讓next指向curr結點的下一個結點；再讓curr結點的next指針指向prev。即：next = curr->next; curr->next = prev;?

（4）讓prev、curr結點都繼續向后移位。即：prev = curr; curr = next;

（5）重復(3)、（4）動作，直到curr指向空。這時循環結束，讓haed指針指向prev，此時的prev是倒置后的第一個結點。即：head->next = prev;

template<class T> void LinkList<T>::Reverse() {LinkNode<T> *pre = head->next;LinkNode<T> *curr = pre->next;LinkNode<T> *next = NULL;head->next->next = NULL;while (curr){next = curr->next;curr->next = pre;pre = curr;curr = next;}head->next = pre; }

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轉載于:https://www.cnblogs.com/jingmoxukong/p/3827011.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的单链表的C++实现（采用模板类）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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