C++编程：双向链表与集合操作实现

"这篇资源是关于C++编程中实现双向链表及其应用的上机实验指导，涵盖了链表的基本操作，派生类的使用，以及集合操作的实现。实验目标包括理解和运用析构函数，掌握派生类的概念，以及实现集合的并、交、差操作。" 在C++中，双向链表是一种数据结构，它允许在列表中的每个元素（节点）都有一个指向前一个元素和后一个元素的指针。这个实验主要涉及以下几个知识点： 1. **双向链表的构建**：双向链表由Node类和List类组成。Node类用于定义单个节点，包含数据域和两个指针域，分别指向前后节点。List类作为链表的管理类，维护链表的头尾节点，并提供对链表的增删查改操作。 2. **析构函数**：析构函数在对象生命周期结束时自动调用，负责释放对象占用的资源。在Node类中，析构函数应释放节点的内存空间。List类的析构函数则负责销毁整个链表，确保没有内存泄漏。 3. **派生类**：实验要求从List类派生出Stack、Queue和Set类。Stack模拟了后进先出（LIFO）的数据结构，Queue模拟先进先出（FIFO）的数据结构，而Set类用于实现集合操作。派生类可以继承基类的属性和方法，并根据需要添加或重写特定功能。 4. **集合操作**：Set类需要实现差集（-）、并集（+）和交集（and）操作。前两个操作通过运算符重载实现，使得集合操作可以像数学中的运算一样简洁。交集操作不使用运算符重载，但同样需要提供相应的接口。这些操作应该不对原始集合造成影响，而是返回新的集合结果。 5. **基本链表操作**：包括构造函数、获取头尾指针、删除头尾元素、在头尾插入元素、移除所有元素等。这些都是链表操作的基础，理解并熟练掌握这些操作对于链表的管理和使用至关重要。 6. **迭代操作**：GetNext和GetPrev函数用于在链表中进行迭代，获取下一个或上一个元素。这对于遍历链表和执行顺序操作非常有用。 7. **检索和修改操作**：GetAt函数返回指定位置的元素，SetAt函数设置指定位置的元素值，RemoveAt函数删除指定位置的元素。这些函数提供了对链表中元素的访问和修改能力。 通过这个实验，学生不仅可以深入理解C++中的数据结构和动态内存管理，还能掌握面向对象编程中派生类的使用，以及如何利用链表实现特定的数据结构和算法。这是一个全面而富有挑战性的实践任务，对于提升C++编程技能具有重要作用。