C++ 链表构建与基本操作

本文没啥干货，纯属笔记，建议出门左拐哈

目录

1、创建单向链表

2、在链表结尾添加元素

3、从链表中删除第一个值为 val 的元素

4、测试用例 

1、创建单向链表

单向链表可以使用结构体的形式创建，定义一个名为 ListNode 的结构体如下：

struct ListNode {
    int val;
    ListNode *next;
    ListNode() : val(0), next(nullptr) {}  // 重载函数，默认值为1
    ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}  // 重载函数，按值 x 初始化
    ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}  // 重载函数，使用新的节点初始化
};

该结构体定义过程中使用到了函数重载。

函数重载：

同一作用域内的几个名字相同但形参列表不同的函数称作重载（overloaded）函数 。当调用这些操作时，编译器会根据传递的实参的类型推断想要的是那个函数。

2、在链表结尾添加元素

链表结尾添加元素的方式有很多种

1、首先是最复杂的一种：使用双重指针

void AddToTail_0(ListNode** head, int val)
{
    ListNode* pNew = new ListNode(val);  // 初始化要加入的尾节点
    if(*head == nullptr) // 首先判断头指针
    {
        *head = pNew;
    }
    else  // 头指针不为空则继续后续的判断
    {
        ListNode *p = *head;
        while(p->next != nullptr)  // 寻找结尾
            p = p->next;
        p->next = pNew;
    }
}

2、简单的：使用单重指针

void AddToTail(ListNode* head, int val)
{
    ListNode* pNew = new ListNode(val);
    if(head == nullptr)
        head = pNew;
    else
    {
        ListNode* node = head;
        while(node->next != nullptr)
            node = node->next;
        node->next = pNew;
    }
}

这种方式第一步与双重指针类似，必须要先判断头节点本身是否为空。如果嫌这样还是麻烦的话还有一种简化的方式：使用哨兵节点。哨兵节点作为临时节点插入到头节点之前，这样就可以从开始就使用 p->next 的格式判断了，但是这种情况记住最后要释放哨兵节点。代码如下：

void AddToTail(ListNode* head, int val)
{
    ListNode* prev = new ListNode(0); // 定义哨兵节点
    prev->next = head;  // 将哨兵节点放到头节点前
    ListNode* pNew = new ListNode(val);  // 初始化要加入的尾节点 
    ListNode* node = prev;
    while(node->next != nullptr)
        node = node->next;
    node->next = pNew;
    head = prev->next; // 从哨兵节点后取回头节点
    delete prev; // 释放哨兵节点的内存
}

3、从链表中删除第一个值为 val 的元素

直接放单指针的版本了，双指针容易绕晕就不记了。 

void delNode(ListNode* head, int val)
{
    ListNode* pToBrDel = nullptr;  // 暂存被删除节点，用于释放其占用的内存
    if(head == nullptr)  // 链表为空
        return ;
    else if(head->val == val)  // 第一个就是要找的值
    {
        pToBrDel = head;
        head = head->next;
    }
        
    ListNode* node = head; // 定义临时节点
    while(node->next != nullptr)
    {
        if(node->next->val == val)
        {
            pToBrDel = node->next;
            node->next = node->next->next;
            break;
        }
        node = node->next;
    }
    if(pToBrDel != nullptr)  // 释放被删除节点所占的内存
        delete pToBrDel;
}

使用哨兵节点的版本：

void delNode(ListNode* head, int val)
{
    ListNode* pToBrDel = nullptr;  // 暂存被删除节点，用于释放其占用的内存
    ListNode* prev = new ListNode(0); // 定义哨兵节点
    prev->next = head;
        
    ListNode* node = prev; // 定义临时节点
    while(node->next != nullptr)
    {
        if(node->next->val == val)
        {
            pToBrDel = node->next;
            node->next = node->next->next;
            break;
        }
        node = node->next;
    }
    if(pToBrDel != nullptr)  // 释放被删除节点所占的内存
        delete pToBrDel;
    head = prev->next; // 从哨兵节点后取回头节点
    delete prev; // 释放哨兵节点的内存
}

4、测试用例

int main()
{
    ListNode *li = new ListNode(); // 初始化链表
    cout << "insert operator: " << endl;
    AddToTail(li, 1);
    AddToTail(li, 2);
    AddToTail(li, 3);
    ListNode *temp = li;
    while(1) // 打印
    if(temp != nullptr)
    {
        cout << temp->val << endl;
        temp = temp->next;
    }
    else break;

    cout << "delete operator: " << endl;
    delNode(li, 2);
    delNode(li, 1);
    ListNode *temp1 = li;
    while(1) // 打印
    if(temp1 != nullptr)
    {
        cout << temp1->val << endl;
        temp1 = temp1->next;
    }
    else break;

    return 0;
}

/**************** 运行结果 
0
1
2
3
delete operator:
0
3
****************/