C++实现链表的模板定义及单链表操作

"这篇资料主要介绍了表示链表的三个类的模板定义，涉及单链表、循环链表、多项式相加、双向链表以及稀疏矩阵等数据结构概念，并展示了不同方式（复合、嵌套、继承）来定义链表类。" 在计算机科学中，数据结构是组织和管理数据的重要工具，而链表作为一种基础的数据结构，广泛应用于各种算法和程序设计中。这里主要讨论的是单链表，它的特点是每个元素（也称为表项）由一个称为结点（Node）的数据结构组成，其中包含实际的数据（data）和指向下一个结点的指针（link）。由于结点可以不连续存储在内存中，因此链表允许动态地增加或减少元素，具有很高的灵活性。 单链表的存储映像是通过一个指向第一个结点的指针（first）来实现的，最后一个结点的link指向空或者特殊的标识符（如None或nullptr），表示链表的结束。循环链表则是在最后一个结点的link指针指向链表的第一个结点，形成一个闭合的环状结构。 多项式可以使用链表来表示，每个结点代表一个项，包括系数和指数。链表的操作如添加项（即多项式的相加）可以通过遍历两个链表并合并项来完成。双向链表则更进一步，每个结点除了包含data和link外，还有一个指向前一个结点的指针，这使得在链表中的前后移动更加方便。 稀疏矩阵是处理大量零元素的矩阵时的一种优化数据结构，通常用三元组链表来表示，只存储非零元素的行、列索引和值，大大节省了存储空间。 在C++中，定义链表类有多种方法。复合方式是将链表结点类（ListNode）作为链表类（List）的成员，两者之间是包含关系。嵌套方式则是将链表结点类定义在链表类内部，隐藏其细节。继承方式是让链表类（List）继承链表结点类（ListNode），共享节点的数据和操作。 对于链表的插入操作，可以在链表的任何位置进行，通常包括在头部插入（prepend）和在尾部插入（append），也可以在特定位置（如找到某个元素后）插入新的结点。删除操作同样，可以删除指定的元素或整个结点。这些操作都需要遍历链表并更新指针。 这篇资料详细介绍了链表的实现方式和相关操作，是学习数据结构和算法的良好素材，特别是对理解链表类的模板定义及其应用有很大的帮助。