"本文档是关于C++程序设计的教程,特别关注如何处理链表。由谭浩强编著,清华大学出版社出版。内容包括C++的发展历史,C语言的主要特点,以及链表节点的结构定义。"
在C++中,链表是一种非常重要的数据结构,用于存储动态集合。在链表中,每个元素称为节点,每个节点包含实际的数据以及指向下一个节点的指针。在提供的描述中,我们看到了如何定义一个链表节点的结构。这里有两种不同的定义方式:
```cpp
struct student {
int num;
float score;
struct student *next;
};
```
和
```cpp
#define STU struct student
STU {
int num;
float score;
STU *next;
};
```
在这两个定义中,`student` 结构体包含了两个成员:一个整型变量 `num` 代表学号,一个浮点型变量 `score` 代表分数,以及一个指向相同类型结构体的指针 `next`,该指针用于链接链表中的下一个节点。
建立链表的过程通常涉及以下几个步骤:
1. 首先,你需要创建一个头节点。头节点不包含实际数据,但它的 `next` 指针指向链表的第一个数据节点。
2. 接下来,创建新的节点并初始化它们的数据部分。然后,将这些节点的 `next` 指针设置为当前链表中的下一个节点。
3. 如果要插入一个新节点,你需要找到正确的位置(例如在已排序链表中),并将新节点的 `next` 指针设置为当前节点的 `next`,同时将当前节点的 `next` 指针更改为新节点。
4. 删除节点时,需要找到要删除的节点的前一个节点,然后更改这个前节点的 `next` 指针以指向要删除节点的 `next`。
链表有多种类型,如单向链表(如上述结构所示)、双向链表(每个节点包含两个指针,一个指向前一个节点,另一个指向后一个节点)和循环链表(链表的末尾节点的 `next` 指针指向链表的头节点)。
C++中的链表操作比数组更灵活,因为它们不需要预先分配固定大小的内存。然而,这也意味着在遍历链表时需要额外的指针操作,且访问速度通常较慢,因为不能像数组那样通过索引直接访问。
C++中的链表操作通常通过指针进行,因此理解和熟练使用指针是掌握链表的关键。此外,由于C++不提供内置的链表数据结构,程序员需要自定义操作,如插入、删除和遍历,这增加了编程的复杂性。
链表在实际编程中广泛应用,如在实现动态数据结构(如队列和栈)、搜索算法(如二分查找和哈希表)以及解决各种问题(如LRU缓存策略)时。熟悉链表及其操作对于C++程序员来说是至关重要的技能。