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一、链表定义
二、链表设计
1.先定义一个结点类#xff08;Node#xff09;
2.再定义链表类#xff08;LinkedList#xff09;并依次设计其方法
3.再实现删除方法
4.再实现Insert 的方法
5.再增加InsertAscending升序插入
6.再增加 InsertUnAscending 的方法…目录
一、链表定义
二、链表设计
1.先定义一个结点类Node
2.再定义链表类LinkedList并依次设计其方法
3.再实现删除方法
4.再实现Insert 的方法
5.再增加InsertAscending升序插入
6.再增加 InsertUnAscending 的方法
7.再增加一个Clear方法清空链表
8.再增加GetCurrentValue()方法取得当前的值
三、设计一个Main方法演示上述方法的应用 一、链表定义 链表是一种特殊的数据结构能够动态地存储一种结构类型数据。在开发复杂的系统时经常会使用链表存储数据。 链表是一种重要的数据结构该结构由节点组成。每个节点包含两部分数据第一部分是节点本身的数据第二部分是指向下一个节点的指针。对于单向链表链表中存在两个特殊的节点分别为“头节点”和“尾节点”。头节点本身没有数据只存储下一个节点的指针尾节点只存储数据。
二、链表设计
1.先定义一个结点类Node
public class Node
{public object Data { get; set; }public Node Next { get; set; }public Node Previous { get; set; }public Node(object data){Data data;Next null;Previous null;}
}
2.再定义链表类LinkedList并依次设计其方法 链表类中使用了三个指针Head、Tail和Current。Head指针指向链表的头部Tail指针指向链表的尾部Current指针指向当前正在访问的结点。 定义了以下方法来实现结点的移动和添加
Append在链表的尾部添加一个新的结点。MoveFirst将Current指针移动到链表的头部。MovePrevious将Current指针向前移动一位。MoveNext将Current指针向后移动一位。MoveLast将Current指针移动到最后一个数据。
public class LinkedList
{private static Node _head;private static Node _tail;private static Node _current;public LinkedList(){_head null;_tail null;_current null;}public static void Append(object data){var newNode new Node(data);if (_head null){_head newNode;_tail newNode;}else{_tail.Next newNode;newNode.Previous _tail;_tail newNode;}}public static void MoveFirst(){if (_head ! null){_current _head;}}public static void MovePrevious(){if (_current ! null _current.Previous ! null){_current _current.Previous;}}public static void MoveNext(){if (_current ! null _current.Next ! null){_current _current.Next;}}public static void MoveLast(){if (_tail ! null){_current _tail;}}
}
3.再实现删除方法 要实现删除操作添加一个名为 Delete 的方法。在该方法中需要处理三种情况删除头部结点、删除尾部结点和删除中间结点。
public static void Delete()
{if (_current null){return;}// 删除头部结点if (_current _head){if (_head _tail){_head null;_tail null;}else{_head _head.Next;_head.Previous null;}}// 删除尾部结点else if (_current _tail){_tail _tail.Previous;_tail.Next null;}// 删除中间结点else{var nextNode _current.Next;var previousNode _current.Previous;nextNode.Previous previousNode;previousNode.Next nextNode;}_current null;
} 在需要删除当前指向的结点时调用 Delete 方法。注意在删除结点后Current 指针会变成 null需要重新定位到链表的头部或尾部。
4.再实现Insert 的方法 要实现插入操作添加一个名为 Insert 的方法。在该方法中需要处理四种情况在头部插入、在尾部插入、在头部之前插入和在中间插入。
public static void Insert(int data)
{var newNode new Node(data);// 在头部插入if (_head null){_head newNode;_tail newNode;}// 在尾部插入else if (_current null){_tail.Next newNode;newNode.Previous _tail;_tail newNode;}// 在头部之前插入else if (_current _head){var currentHead _head;_head newNode;_head.Next currentHead;currentHead.Previous _head;}// 在中间插入else{var nextNode _current.Next;var previousNode _current;nextNode.Previous newNode;newNode.Next nextNode;previousNode.Next newNode;newNode.Previous previousNode;}_current newNode;
} 需要在当前指向的结点处插入新结点时调用 Insert 方法。注意在插入新结点后Current 指针会指向新插入的结点。
5.再增加InsertAscending升序插入
// 升序插入
public static void InsertAscending(int data)
{var newNode new Node(data);// 找到插入位置Node previousNode null;Node nextNode _head;while (nextNode ! null nextNode.Data data){previousNode nextNode;nextNode nextNode.Next;}// 在找到的位置插入新结点if (previousNode null){// 插入到头部Insert(data);}else if (nextNode null){// 插入到尾部previousNode.Next newNode;newNode.Previous previousNode;newNode.Next null;_tail newNode;}else{// 插入到中间previousNode.Next newNode;newNode.Previous previousNode;newNode.Next nextNode;nextNode.Previous newNode;}_current newNode;
}
6.再增加 InsertUnAscending 的方法 添加一个名为 InsertUnAscending 的方法该方法实现非升序插入功能。这意味着新结点将根据给定的值在链表中找到合适的位置并插入。
// 非升序插入
public static void InsertUnAscending(int data)
{var newNode new Node(data);if (_head null){_head newNode;_tail newNode;_current newNode;}else if (data _head.Data){newNode.Next _head;_head newNode;}else if (data _tail.Data){newNode.Previous _tail;_tail newNode;}else{var current _head;while (current.Next ! null current.Next.Data data){current current.Next;}newNode.Next current.Next;newNode.Previous current;if (current.Next ! null){current.Next.Previous newNode;}current.Next newNode;}
} 该方法首先检查链表是否为空。如果为空则将新结点设置为头部、尾部和当前结点。如果新结点的值小于头部结点的值则将新结点设置为头部并将其指向原来的头部结点。如果新结点的值大于尾部结点的值则将新结点设置为尾部并将其指向原来的尾部结点。否则我们将遍历链表找到新结点应该插入的位置然后将新结点插入到合适的位置。
7.再增加一个Clear方法清空链表
// 清空链表
public static void Clear()
{_head null;_tail null;_current null;
} 将链表的头部、尾部和当前结点都设置为 null从而清空整个链表。
8.再增加GetCurrentValue()方法取得当前的值
// 获取当前结点的值
public static int GetCurrentValue()
{if (_head ! null){return (int)_current!.Data;}else{throw new InvalidOperationException(The linked list is empty.);}
} 在这个修改后的实现中如果head为null我们抛出一个InvalidOperationException异常指示链表为空。 另外您还可以根据您的需求选择返回一个默认值或进行其他处理
public static int GetCurrentValue()
{if (_head ! null){return (int)_head.Data;}else{return default; // 或者 return 0;}
}
三、设计一个Main方法演示上述方法的应用
// 单向链表Main方法
namespace _131_1
{class Program{static void Main(string[] args){ArgumentNullException.ThrowIfNull(args);// 插入结点LinkedList.Append(5);LinkedList.Append(2);LinkedList.Append(8);LinkedList.Append(1);LinkedList.Append(3);// 获取当前结点的值Console.WriteLine(当前结点的值);Console.WriteLine(LinkedList.GetCurrentValue());// 移动到第一个结点LinkedList.MoveFirst();Console.WriteLine(第一个结点的值);Console.WriteLine(LinkedList.GetCurrentValue());// 移动到上一个结点LinkedList.MovePrevious();Console.WriteLine(上一个结点的值);Console.WriteLine(LinkedList.GetCurrentValue());// 移动到下一个结点LinkedList.MoveNext();Console.WriteLine(下一个结点的值);Console.WriteLine(LinkedList.GetCurrentValue());// 移动到最后一个结点LinkedList.MoveLast();Console.WriteLine(最后一个结点的值);Console.WriteLine(LinkedList.GetCurrentValue());// 删除当前结点LinkedList.Delete();// 插入升序结点LinkedList.InsertAscending(6);LinkedList.InsertAscending(4);LinkedList.InsertAscending(9);// 插入非升序结点LinkedList.InsertUnAscending(7);LinkedList.InsertUnAscending(10);// 打印链表Console.WriteLine(Before clearing:);LinkedList.Print();// 清空链表LinkedList.Clear();// 打印清空后的链表Console.WriteLine(After clearing:);LinkedList.Print();}}
}
