3、已知一个带有表头结点的单链表,假设该链表只给出了头指针list。在不改变链表的

时间: 2023-05-03 17:03:12 浏览: 193

不带表头结点的线性链表的实现

### 不带表头结点的线性链表的实现 #### 概述在计算机科学领域，链表是一种常见的线性数据结构，它通过一系列节点（Node）来存储数据元素，每个节点通常包含数据域（Data）和指向下一个节点的指针（Next）。与数组相比，链表的主要优势在于它能够方便地在任意位置插入或删除元素，而无需移动其他元素。本文将详细介绍一种特殊的线性链表——不带表头结点的线性链表的实现方法。这种类型的链表没有额外的表头结点，因此在进行插入和删除操作时需要特别注意边界条件的处理。 #### 实现细节 ##### 数据结构定义首先定义链表的基本单位——节点（Node），该结构体包括两个成员变量：整型数据域`data`用于存储具体的数据值；指针`next`用于指向下一个节点： ```cpp struct Node { int data; // 数据域 Node* next; // 指向下一个节点的指针 }; ``` 然后定义链表类`linklist`，该类包括一个指向链表头部的指针`head`以及其他成员函数： ```cpp class linklist { public: Node* head; linklist() { head = NULL; } ~linklist(); // 析构函数 Node* GetElemPtr(int position); // 获取指定位置的节点指针 int Length(); // 获取链表长度 bool Empty(); // 判断链表是否为空 void Clear(); // 清空链表 void traverse(); // 遍历并打印链表 void getelme(int position, int& e); // 获取指定位置的元素 void setelme(int position, int e); // 修改指定位置的元素 void Insert(int position, int e); // 在指定位置插入元素 void Delete(int position, int& e); // 删除指定位置的元素 }; ``` ##### 功能实现 1. **生成线性表** 创建一个新的`linklist`对象即可创建一个空的线性链表。通过调用`Insert`函数可以往链表中添加元素。 2. **显示线性表** 使用`traverse`函数遍历整个链表，并输出所有元素的值。 3. **在线性表中插入一个数据** `Insert`函数允许用户在指定的位置插入一个新元素。如果插入位置为1，则新节点成为链表的新头部；否则，新节点插入到前一个节点之后。 4. **在线性表中删除一个数据** `Delete`函数根据指定位置删除一个元素。如果删除的是头部元素，则更新头部指针；如果是中间或尾部元素，则调整前一个节点的`next`指针，并释放被删除节点所占用的内存空间。 5. **退出** 当用户选择退出时，程序结束运行。 ##### 代码示例下面是一些关键函数的实现示例： ```cpp // 获取指定位置的节点指针 Node* linklist::GetElemPtr(int position) { Node* tmpPtr = head; int curPosition = 1; while (tmpPtr != NULL && curPosition < position) { tmpPtr = tmpPtr->next; curPosition++; } if (tmpPtr != NULL && curPosition == position) { return tmpPtr; } else { return NULL; } } // 获取链表长度 int linklist::Length() { int count = 0; Node* tmpPtr; for (tmpPtr = head; tmpPtr != NULL; tmpPtr = tmpPtr->next) { count++; } return count; } // 清空链表 void linklist::Clear() { int e; while (Length() > 0) { Delete(1, e); } } // 在指定位置插入元素 void linklist::Insert(int position, int e) { Node* newPtr, * tmpPtr; if (position > 1) { tmpPtr = GetElemPtr(position - 1); newPtr = new Node; newPtr->data = e; newPtr->next = tmpPtr->next; tmpPtr->next = newPtr; } if (position == 1) { newPtr = new Node; newPtr->data = e; newPtr->next = head; head = newPtr; } } // 删除指定位置的元素 void linklist::Delete(int position, int& e) { Node* tmpPtr; if (position > 1) { tmpPtr = GetElemPtr(position - 1); cout << "删除的元素为：" << tmpPtr->next->data << endl; Node* nextPtr = tmpPtr->next; tmpPtr->next = nextPtr->next; e = nextPtr->data; delete nextPtr; } if (position == 1) { tmpPtr = head; head = head->next; delete tmpPtr; } } ``` 以上实现了不带表头结点的线性链表的核心功能。这些功能为实际应用提供了基础支持，同时也为更高级的数据结构和算法的学习打下了良好的基础。

情况下，设计一个算法，查找链表中倒数第k个结点。首先，我们需要遍历整个链表，获取链表的长度。然后，根据链表长度和k的值，求出需要遍历的结点数量n。接着，从头结点开始，遍历n个结点，此时我们会到达第n个结点。接着再从第n个结点开始，同时从头结点也开始，同时遍历两个指针，直至第n个结点到达尾结点，此时从头结点开始的指针便是倒数第k个结点。具体的实现过程涉及到链表的遍历和指针的移动操作。时间复杂度为O(n)，空间复杂度为O(1)。

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