单向链表（C#实现链表）

本文实例讲述了C#实现单链表(线性表)的方法。分享给大家供大家参考，具体如下：

顺序表由连续内存构成，链表则不同。顺序表的优势在于查找，链表的优势在于插入元素等操作。顺序表的例子：http://www.zzvips.com/article/208158.html

要注意的是，单链表的Add（）方法最好不要频繁调用，尤其是链表长度较长的时候，因为每次Add，都会从头节点到尾节点进行遍历，这个缺点的优化方法是将节点添加到头部，但顺序是颠倒的。

所以，在下面的例子中，执行Purge（清洗重复元素）的时候，没有使用Add（）方法去添加元素，而是定义一个节点，让它始终指向目标单链表的最后一个节点，这样就不用每次都从头到尾遍历。

此外，链表还可以做成循环链表，即最后一个结点的next属性等于head，主要操作与单链表相似，判断最后一个结点，不是等于null，而是等于head

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using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; namespace LinearList { //定义线性表的行为，可供顺序表类和单链表类继承 public interface IListDS<T> { int GetLength(); void Insert(T item, int i); void Add(T item); bool IsEmpty(); T GetElement(int i); void Delete(int i); void Clear(); int LocateElement(T item); void Reverse(); } //链表节点类 class Node<T> { private T tData; private Node<T> nNext; public T Data { get { return this.tData; } set { this.tData = value; } } public Node<T> Next { get { return this.nNext; } set { this.nNext = value; } } public Node() { this.tData = default(T); this.nNext = null; } public Node(T t) { this.tData = t; this.nNext = null; } public Node(T t,Node<T> node) { this.tData = t; this.nNext = node; } } //该枚举表示单链表Add元素的位置，分头部和尾部两种 enum AddPosition {Head,Tail}; //单链表类 class LinkedList<T>:IListDS<T> { private Node<T> tHead;//单链表的表头 public Node<T> Head { get { return this.tHead; } set { this.tHead = value; } } public LinkedList() { this.tHead = null; } public LinkedList(Node<T> node) { this.tHead = node; } public void Add(T item,AddPosition p)//选择添加位置 { if (p == AddPosition.Tail) { this.Add(item);//默认添加在末尾 } else//从头部添加会节省查找的开销，时间复杂度为O(1)不必每次都循环到尾部，这恰好是顺序表的优点 { Node<T> node = this.Head; Node<T> nodeTmp = new Node<T>(item); if (node == null) { this.Head = nodeTmp; } else { nodeTmp.Next = node; this.tHead = nodeTmp; } } } #region IListDS<T> 成员 public int GetLength() { Node<T> node = new Node<T>(); int count = 0; node = this.tHead; while (node != null) { count++; node = node.Next; } return count; } public void Insert(T item, int i)//i最小从1开始 { Node<T> insertNode = new Node<T>(item, null);//实例化待添加的Node if (this.tHead == null && i == 1) { this.tHead = insertNode; return; } if (i < 1 || i > this.GetLength() || (this.tHead == null && i != 1)) { Console.WriteLine("There are no elements in this linked list!"); return; } int j = 1; Node<T> node = this.tHead; Node<T> nodeTmp; while (node != null && j < i)//循环结束时，保证node为第i个node { node = node.Next; j++; } nodeTmp = node.Next;//原来的单链表的第i+1个node node.Next = insertNode;//第i个node后的node修改为待插入的node insertNode.Next = nodeTmp;//待插入的node插入后，其后继node为原来链表的第i+1个node } public void Add(T item)//添加至尾部，时间复杂度为O(n)，如果添加至头部，则会节省循环的开销 { Node<T> LastNode = new Node<T>(item, null);//实例化待添加的Node if (this.tHead == null) { this.tHead = LastNode; } else { Node<T> node = this.tHead; while (node.Next != null) { node = node.Next; } node.Next = LastNode; } } public bool IsEmpty() { return this.tHead == null; } public T GetElement(int i)//设i最小从1开始 { if (i < 1 || i > this.GetLength()) { Console.WriteLine("The location is not right!"); return default(T); } else { if (i == 1) { return this.tHead.Data; } else { Node<T> node = this.tHead; int j = 1; while (j < i) { node = node.Next; j++; } return node.Data; } } } public void Delete(int i)//设i最小从1开始 { if (i < 1 || i > this.GetLength()) { Console.WriteLine("The location is not right!"); } else { if (i == 1) { Node<T> node = this.tHead; this.tHead = node.Next; } else { Node<T> node = this.tHead; int j = 1; while (j < i-1) { node = node.Next; j++; } node.Next = node.Next.Next; } } } public void Clear() { this.tHead = null;//讲thead设为null后，则所有后继结点由于失去引用，等待GC自动回收 } public int LocateElement(T item)//返回值最小从1开始 { if (this.tHead == null) { Console.WriteLine("There are no elements in this linked list!"); return -1; } Node<T> node = this.tHead; int i = 0; while (node != null) { i++; if (node.Data.Equals(item))//如果Data是自定义类型，则其Equals函数必须override { return i; } node = node.Next; } Console.WriteLine("No found!"); return -1; } public void Reverse() { if (this.tHead == null) { Console.WriteLine("There are no elements in this linked list!"); } else { Node<T> node = this.tHead; if (node.Next == null)//如果只有头节点，则不作任何改动 { } else { Node<T> node1 = node.Next; Node<T> node2; while (node1 != null) { node2 = node.Next.Next; node.Next = node2;//可以发现node始终未变，始终是原来的那个头节点 node1.Next = this.tHead; this.tHead = node1; node1 = node2; } } } } #endregion } class Program { static void Main(string[] args) { /*测试单链表的清空 lList.Clear(); Node<int> n = new Node<int>(); n = lList.Head; while (n != null) { Console.WriteLine(n.Data); n = n.Next; } Console.ReadLine(); */ /*测试单链表返回元素个数 LinkedList<int> lList = new LinkedList<int>(); lList.Add(3); Console.WriteLine(lList.GetLength()); Console.ReadLine(); */ /*测试单链表插入 LinkedList<int> lList = new LinkedList<int>(); lList.Insert(0,1); lList.Add(1); lList.Add(2); lList.Add(3); lList.Add(4); lList.Insert(99,3); Node<int> n = new Node<int>(); n = lList.Head; while (n != null) { Console.WriteLine(n.Data); n = n.Next; } Console.ReadLine(); */ /*测试单链表获取某位置的值 LinkedList<int> lList = new LinkedList<int>(); lList.Add(1); lList.Add(2); lList.Add(3); lList.Add(4); Console.WriteLine(lList.GetElement(1)); Console.ReadLine(); */ /*测试单链表删除某位置的值 LinkedList<int> lList = new LinkedList<int>(); lList.Add(1); lList.Add(2); lList.Add(3); lList.Add(4); Node<int> n = new Node<int>(); n = lList.Head; while (n != null) { Console.WriteLine(n.Data); n = n.Next; } Console.ReadLine(); lList.Delete(2); Node<int> m = new Node<int>(); m = lList.Head; while (m != null) { Console.WriteLine(m.Data); m = m.Next; } Console.ReadLine(); */ /*测试单链表按值查找元素位置 LinkedList<int> lList = new LinkedList<int>(); lList.Add(1); lList.Add(2); lList.Add(3); lList.Add(4); Console.WriteLine(lList.LocateElement(3)); Console.ReadLine(); */ /*测试单链表Reverse操作（逆序） LinkedList<int> lList = new LinkedList<int>(); lList.Add(1); lList.Add(2); lList.Add(3); lList.Add(4); lList.Add(5); Node<int> m = new Node<int>(); m = lList.Head; while (m != null) { Console.WriteLine(m.Data); m = m.Next; } Console.ReadLine(); lList.Reverse(); Node<int> n = new Node<int>(); n = lList.Head; while (n != null) { Console.WriteLine(n.Data); n = n.Next; } Console.ReadLine(); */ /*测试单链表从头部添加元素 LinkedList<int> lList = new LinkedList<int>(); lList.Add(1,AddPosition.Head); lList.Add(2, AddPosition.Head); lList.Add(3, AddPosition.Head); lList.Add(4, AddPosition.Head); lList.Add(5, AddPosition.Head); Node<int> m = new Node<int>(); m = lList.Head; while (m != null) { Console.WriteLine(m.Data); m = m.Next; } Console.ReadLine(); */ /*测试对单链表清除重复元素操作（返回另一链表）。这个例子中避免使用Add（）方法，因为每个Add（）都要从头到尾进行遍历，不适用Add（）方法 就要求对目标链表的最后一个元素实时保存。另一种避免的方法在于从头部Add，但这样的最终结果为倒序 LinkedList<int> lList = new LinkedList<int>();//原链表 LinkedList<int> lList2 = new LinkedList<int>();//保存结果的链表 lList.Add(1); lList.Add(2); lList.Add(1); lList.Add(3); lList.Add(3); lList.Add(4); lList.Add(5); Node<int> m = new Node<int>(); m = lList.Head; while (m != null) { Console.WriteLine(m.Data); m = m.Next; } Console.ReadLine(); Node<int> node1 = lList.Head;//标识原链表的当前要参与比较大小的元素，即可能放入链表2中的元素 Node<int> node2;//标识结果单链表的最后一个元素，避免使用Add函数造成多次遍历 Node<int> node3;//对node1的后继进行暂时保存，并最终付给node1 node3 = node1.Next; lList2.Head = node1;//链表1的头结点肯定要加入链表2 node2 = lList2.Head;//node2表示链表2的最后一个元素，此时最后一个元素为头结点 node2.Next = null;//由于是把node1赋给了链表2的头结点，必须把它的后续结点设为null，否则会一起带过来 node1 = node3;//如果没有node3暂存node1的后继，对lList2.Head后继赋为null的就会同时修改node1的后继，因为两者指向同一块内存 while (node1 != null) { //在iList2中比较大小 Node<int> tmp = lList2.Head; if (node1.Data.Equals(tmp.Data)) { node1 = node1.Next; continue;//若相等，则node1向后移一位，重新计算 } else { Node<int> tmp2 = tmp; tmp = tmp.Next;//tmp标识链表2的用于循环的节点，与node比较 if (tmp == null)//当链表2中现有元素与node1都不相等时 { node3 = node1.Next; node2.Next = node1; node2 = node1; node2.Next = null; node1 = node3; continue; } while (tmp != null)//tmp不为null时，一直循环到它为null { if (node1.Data.Equals(tmp.Data)) { node1 = node1.Next; } else { tmp2 = tmp; tmp = tmp.Next; if (tmp == null) { node3 = node1.Next; node2.Next = node1; node2 = node1; node2.Next = null; node1 = node3; } } } } } //输出清除重复处理后的数组 Node<int> n = new Node<int>(); n = lList2.Head; while (n!= null) { Console.WriteLine(n.Data); n = n.Next; } Console.ReadLine(); */ } } }