.设计一个带头结点的单链表类，要求： (1)带头结点单链表类的成员函数包括取数据元素个数、插入元素、删除所有值为k的元素、取数据元素。 (2)设计一个测试主函数，实际运行验证所设计循环单链表类的正确性。

设计一个带头结点的单链表类（Head-Referenced Linked List），可以按照以下步骤进行：

// 首先，我们定义链表节点结构体
struct Node {
    int data; // 数据域
    Node* next; // 指向下一个节点的指针
};

// 然后，创建链表类
class LinkedList {
public:
    // 构造函数，初始化头节点为nullptr
    LinkedList() : head(nullptr), size(0) {}

    // 取数据元素个数
    int getCount() const {
        return size;
    }

    // 插入元素
    void insert(int value) {
        if (head == nullptr) {
            head = new Node{value, nullptr};
        } else {
            Node* current = head;
            while (current->next != nullptr) {
                current = current->next;
            }
            current->next = new Node{value, nullptr};
        }
        size++;
    }

    // 删除所有值为k的元素
    void removeElements(int k) {
        if (head == nullptr) {
            return;
        }
        
        Node* temp = head, *prev = nullptr;
        while (temp != nullptr && temp->data == k) {
            prev = temp;
            temp = temp->next;
            delete prev;
        }
        
        if (temp == nullptr) { // 如果链表中没有值为k的元素，则直接返回
            return;
        }
        
        while (temp->next != nullptr && temp->next->data != k) {
            prev = temp;
            temp = temp->next;
        }
        
        if (temp->next != nullptr) {
            prev->next = temp->next;
        } else {
            // 如果链表尾部是值为k的元素
            delete temp;
        }
        
        size -= (temp == nullptr); // 减去删除的元素个数
    }

    // 取数据元素
    int getElement(int index) const {
        if (index < 0 || index >= size) {
            throw std::out_of_range("Index out of range");
        }

        Node* current = head;
        for (int i = 0; i < index; ++i) {
            current = current->next;
        }
        return current->data;
    }

private:
    Node* head; // 链表头节点
    int size; // 链表元素个数

    // 防止直接复制构造和赋值操作，以维护数据完整性
    LinkedList(const LinkedList&) = delete;
    LinkedList& operator=(const LinkedList&) = delete;
};

// 测试主函数
int main() {
    LinkedList list;
    
    // 测试插入元素
    list.insert(5);
    list.insert(10);
    list.insert(15);

    // 打印初始链表长度
    std::cout << "Initial list length: " << list.getCount() << std::endl;

    // 删除所有值为10的元素并检查长度变化
    list.removeElements(10);
    std::cout << "After removing elements with value 10: " << list.getCount() << std::endl;

    // 获取和打印特定索引的元素
    try {
        std::cout << "Element at index 1: " << list.getElement(1) << std::endl;
    } catch (std::out_of_range& e) {
        std::cerr << e.what() << std::endl;
    }

    // 清理内存
    delete list.head;

    return 0;
}

这个示例展示了如何设计一个带头结点的单链表类，并提供了一个简单的测试主函数来验证其功能。请注意，在实际项目中，可能需要添加更多错误处理和内存管理功能。