循環鏈表:最后一個結點的指針域的指針又指回第一個結點的鏈表;

? ? 循環單鏈表與單鏈表的區別在于:表中最有一個節點的指針不再是NULL,?而改為指向頭結點(因此要對我們原來的MyList稍作修改),?從而整個鏈表形成一個環.

? ? 因此,?循環單鏈表的判空條件不再是頭結點的指針是否為空,?而是他是否等于頭結點;

? ? 其實如果只是單純的實現循環鏈表對單鏈表的性能提升是不明顯的,?反而增加了代碼上實現的復雜度,?但是如果與下一篇中的雙向鏈表相結合的話,?在速度上的提升是十分驚人的,?因此這篇博客權當做是一個過渡吧,?為上一篇博客和下一篇博客的結合起著承上啟下的作用.

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? ? 下面是MyList.h的完整代碼與解析,?由于代碼較多,?希望能夠仔細閱讀,?但其實下面的大部分代碼都與前面類似只是對其中幾處稍作修改,?遇到與單鏈表的不同之處,?我會與++符號作為注釋指出:

#ifndef MYLIST_H_INCLUDED #define MYLIST_H_INCLUDED#include <iostream> #include <stdexcept> using namespace std;//循環鏈表 //前向聲明 template <typename Type> class MyList; template <typename Type> class ListIterator;//鏈表節點 template <typename Type> class Node {//可以將MyList類作為Node的友元//同時也可以將Node類做成MyList的嵌套類, 嵌套在MyList中, 也可以完成該功能friend class MyList<Type>;friend class ListIterator<Type>;template <typename T>friend ostream &operator<<(ostream &os, const MyList<T> &list); private://constructor說明://next = NULL; //因為這是一個新生成的節點, 因此下一個節點為空Node(const Type &dataValue):data(dataValue), next(NULL) {}Type data; //數據域:節點數據Node *next; //指針域:下一個節點 };//鏈表 template <typename Type> class MyList {template <typename T>friend ostream &operator<<(ostream &os, const MyList<T> &list);friend class ListIterator<Type>; public:MyList();~MyList();//將元素插入表頭void insertFront(const Type &data);//將元素插入到位置index上(index從1開始)void insert(const Type &data, int index);//刪除表中所有值為data的節點void remove(const Type &data);bool isEmpty() const;private://指向第一個節點的指針Node<Type> *first; };template <typename Type> MyList<Type>::MyList() {//first指向一個空節點first = new Node<Type>(0);// ++ 這是一個關鍵點//first的下一個元素就指向first//此時, 代表鏈表是否已經到達結尾處的判斷已經不再是(是否等于NULL)//而改為(是否等于first)//因為此時first代表鏈表的最后一個元素//同時,first又是第一個元素的前一個元素first -> next = first; }template <typename Type> MyList<Type>::~MyList() {Node<Type> *deleteNode = NULL;// ++ 保存鏈表尾元素Node<Type> *tmp = first;// ++ first首先指向第一個真實的元素first = first->next;//一路到達鏈表結尾while (first != tmp){deleteNode = first;first = first -> next;delete deleteNode;}// ++ 釋放到鏈表的空節點delete tmp; }//這一步與前一版鏈表相同 template <typename Type> void MyList<Type>::insertFront(const Type &data) {Node<Type> *newNode = new Node<Type>(data);newNode -> next = first -> next;first -> next = newNode; }template <typename Type> void MyList<Type>::insert(const Type &data, int index) {//由于我們在表頭添加了一個空節點//因此如果鏈表為空, 或者在鏈表為1的位置添加元素//其操作與在其他位置添加元素相同int count = 1;//此時searchNode肯定不為firstNode<Type> *searchNode = first;//++ 注意:此處將NULL修改為first// 找到要插入的位置// 如果所給index過大(超過了鏈表的長度)// 則將該元素插入到鏈表表尾// 原因是 searchNode->next != first 這個條件已經不滿足了while (count < index && searchNode->next != first){++ count;searchNode = searchNode->next;}// 插入鏈表Node<Type> *newNode = new Node<Type>(data);newNode->next = searchNode->next;searchNode->next = newNode; }template <typename Type> void MyList<Type>::remove(const Type &data) {if (isEmpty())return ;Node<Type> *previous = first; //保存要刪除節點的前一個節點for (Node<Type> *searchNode = first->next;//searchNode != NULL; // ++ 注意此處不再是判斷是否為NULLsearchNode != first; // ++ 而是不能等于first, first代表鏈表的末尾searchNode = searchNode->next){if (searchNode->data == data){previous->next = searchNode->next;delete searchNode;//重新調整searchNode指針//繼續遍歷鏈表查看是否還有相等元素// ++ 注意//如果當前searchNode已經到達了最后一個節點//也就是searchNode->next已經等于first了, 則下面這條語句不能執行if (previous->next == first)break;searchNode = previous->next;}previous = searchNode;} } //注意判空條件 template <typename Type> bool MyList<Type>::isEmpty() const {return first->next == first; }//顯示鏈表中的所有數據(測試用) template <typename Type> ostream &operator<<(ostream &os, const MyList<Type> &list) {for (Node<Type> *searchNode = list.first -> next;searchNode != list.first; //++ 注意searchNode = searchNode -> next){os << searchNode -> data;if (searchNode -> next != list.first) // ++ 注意(尚未達到鏈表的結尾)cout << " -> ";}return os; }//ListIterator 除了判空函數的判空條件之外, 沒有任何改變 template <typename Type> class ListIterator { public:ListIterator(const MyList<Type> &_list):list(_list),currentNode((_list.first)->next) {}//重載 *operatorconst Type &operator*() const throw (std::out_of_range);Type &operator*() throw (std::out_of_range);//重載 ->operatorconst Node<Type> *operator->() const throw (std::out_of_range);Node<Type> *operator->() throw (std::out_of_range);//重載 ++operatorListIterator &operator++() throw (std::out_of_range);//注意:此處返回的是值,而不是referenceListIterator operator++(int) throw (std::out_of_range);bool isEmpty() const;private:const MyList<Type> &list;Node<Type> *currentNode; };template <typename Type> bool ListIterator<Type>::isEmpty() const {// ++ 注意:判空條件改為list.firstif (currentNode == list.first)return true;return false; } template <typename Type> const Type &ListIterator<Type>::operator*() const throw (std::out_of_range) {if (isEmpty())throw std::out_of_range("iterator is out of range");// 返回當前指針指向的內容return currentNode->data; } template <typename Type> Type &ListIterator<Type>::operator*() throw (std::out_of_range) {//首先為*this添加const屬性,//以調用該函數的const版本,//然后再使用const_case,//將該函數調用所帶有的const屬性轉除//operator->()的non-const版本與此類同returnconst_cast<Type &>(static_cast<const ListIterator<Type> &>(*this).operator*()); }template <typename Type> const Node<Type> *ListIterator<Type>::operator->() const throw (std::out_of_range) {if (isEmpty())throw std::out_of_range("iterator is out of range");//直接返回指針return currentNode; }template <typename Type> Node<Type> *ListIterator<Type>::operator->() throw (std::out_of_range) {// 見上returnconst_cast<Node<Type> *> (static_cast<const ListIterator<Type> >(*this).operator->()); }template <typename Type> ListIterator<Type> &ListIterator<Type>::operator++() throw (std::out_of_range) {if (isEmpty())throw std::out_of_range("iterator is out of range");//指針前移currentNode = currentNode->next;return *this; } template <typename Type> ListIterator<Type> ListIterator<Type>::operator++(int) throw (std::out_of_range) {ListIterator tmp(*this);++ (*this); //調用前向++版本return tmp; }#endif // MYLIST_H_INCLUDED

附-測試代碼:

int main() {MyList<int> iMyList;for (int i = 0; i < 10; ++i) //1 2 3 4 5 6 7 8 9 10iMyList.insert(i+1, i+1);for (int i = 0; i < 5; ++i) //40 30 20 10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10iMyList.insertFront(i*10);iMyList.insertFront(100);//100 40 30 20 10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10iMyList.remove(10); //100 40 30 20 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9iMyList.remove(8); //100 40 30 20 0 1 2 3 4 5 6 7 9cout << "------------ MyList ------------" << endl;for (ListIterator<int> iter(iMyList);!(iter.isEmpty());++ iter)cout << *iter << ' ';cout << endl;cout << "Test: \n\t" << iMyList << endl;return 0; }

總結

以上是生活随笔為你收集整理的数据结构基础(11) --循环链表的设计与实现的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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