一：线性表的简单回顾

       上一篇跟大家聊过“线性表"顺序存储，通过实验，大家也知道，如果我每次向

顺序表的头部插入元素，都会引起痉挛，效率比较低下，第二点我们用顺序存储时，容

易受到长度的限制，反之就会造成空间资源的浪费。

 

二：链表

      对于顺序表存在的若干问题，链表都给出了相应的解决方案。

1. 概念：其实链表的“每个节点”都包含一个”数据域“和”指针域“。

            ”数据域“中包含当前的数据。

            ”指针域“中包含下一个节点的指针。

            ”头指针”也就是head，指向头结点数据。

            “末节点“作为单向链表，因为是最后一个节点，通常设置指针域为null。

代码段如下：

#region 链表节点的数据结构 /// 
 /// 链表节点的数据结构 /// 
      public class Node
     
            {
   /// 
      
 /// 节点的数据域 /// 
          public T data; /// 
      
 /// 节点的指针域 /// 
          public Node
      
        next;      } #endregion
      
     

2.常用操作：

    链表的常用操作一般有：

           ①添加节点到链接尾，②添加节点到链表头，③插入节点。

           ④删除节点，⑤按关键字查找节点，⑥取链表长度。

   

<1> 添加节点到链接尾：

          前面已经说过，链表是采用指针来指向下一个元素，所以说要想找到链表最后一个节点，

       必须从头指针开始一步一步向后找,少不了一个for循环，所以时间复杂度为O(N)。

 

代码段如下：

#region 将节点添加到链表的末尾 /// 
 /// 将节点添加到链表的末尾 /// 
 /// 
      ///  ///  /// 
               public Node
     
       ChainListAddEnd
      
       (Node
       
         head, T data)          {
                Node
        
          node = new Node
         
          ();              node.data = data;              node.next = null; ///说明是一个空链表              if (head == null)              {
                    head = node; return head;              } //获取当前链表的最后一个节点              ChainListGetLast(head).next = node; return head;          } #endregion #region 得到当前链表的最后一个节点 /// 
          
 /// 得到当前链表的最后一个节点 /// 
 /// 
           /// 
           /// 
                    public Node
          
            ChainListGetLast
           
            (Node
            
              head) { if (head.next == null) return head; return ChainListGetLast(head.next); } #endregion
            
           
          
         
        
       
      
     

<2> 添加节点到链表头:

          大家现在都知道，链表是采用指针指向的，要想将元素插入链表头，其实还是很简单的，

      思想就是：① 将head的next指针给新增节点的next。②将整个新增节点给head的next。

      所以可以看出，此种添加的时间复杂度为O(1)。

 

效果图：

代码段如下：

#region 将节点添加到链表的开头 /// 
 /// 将节点添加到链表的开头 /// 
 /// 
      ///  ///  /// 
               public Node
     
       ChainListAddFirst
      
       (Node
       
         head, T data)          {
                Node
        
          node = new Node
         
          ();              node.data = data;              node.next = head;              head = node; return head;          } #endregion
         
        
       
      
     

<3> 插入节点:

           其实这个思想跟插入到”首节点“是一个模式，不过多了一步就是要找到当前节点的操作。然后找到

      这个节点的花费是O(N）。上图上代码，大家一看就明白。

 

效果图：

代码段：

#region 将节点插入到指定位置 /// 
 /// 将节点插入到指定位置 /// 
 /// 
      ///  ///  ///  /// 
               public Node
     
       ChainListInsert
      
       (Node
       
         head, string key, Func
        
          where, T data) where W : IComparable          {
   if (head == null) return null; if (where(head.data).CompareTo(key) == 0)              {
                    Node
         
           node = new Node
          
           (); node.data = data; node.next = head.next; head.next = node; } ChainListInsert(head.next, key, where, data); return head; } #endregion
          
         
        
       
      
     

<4> 删除节点:

        这个也比较简单，不解释，图跟代码更具有说服力，口头表达反而让人一头雾水。

        当然时间复杂度就为O(N)，N是来自于查找到要删除的节点。

 

效果图：

代码段：

#region 将指定关键字的节点删除 /// 
 /// 将指定关键字的节点删除 /// 
 /// 
      /// 
      ///  ///  ///  ///  /// 
               public Node
     
       ChainListDelete
      
       (Node
       
         head, string key, Func
        
          where) where W : IComparable          {
   if (head == null) return null; //这是针对只有一个节点的解决方案              if (where(head.data).CompareTo(key) == 0)              {
   if (head.next != null)                      head = head.next; else return head = null;              } else              {
   //判断一下此节点是否是要删除的节点的前一节点                  while (head.next != null && where(head.next.data).CompareTo(key) == 0)                  {
   //将删除节点的next域指向前一节点                      head.next = head.next.next;                  }              }              ChainListDelete(head.next, key, where); return head;          } #endregion
        
       
      
     

<5> 按关键字查找节点：

         这个思想已经包含到“插入节点”和“删除节点”的具体运用中的，其时间复杂度为O(N)。

 

代码段：

#region 通过关键字查找指定的节点 /// 
 /// 通过关键字查找指定的节点 /// 
 /// 
      /// 
      ///  ///  ///  /// 
               public Node
     
       ChainListFindByKey
      
       (Node
       
         head, string key, Func
        
          where) where W : IComparable          {
   if (head == null) return null; if (where(head.data).CompareTo(key) == 0) return head; return ChainListFindByKey
         
          (head.next, key, where);          } #endregion
         
        
       
      
     

<6> 取链表长度:

          在单链表的操作中，取链表长度还是比较纠结的，因为他不像顺序表那样是在内存中连续存储的，

      因此我们就纠结的遍历一下链表的总长度。时间复杂度为O(N)。

 

代码段：

#region 获取链表的长度 /// 
 ///// 获取链表的长度 /// 
 /// 
      ///  /// 
               public int ChanListLength
     
      (Node
      
        head)          {
   int count = 0; while (head != null)              {
                    ++count;                  head = head.next;              } return count;          } #endregion
      
     

好了，最后上一下总的运行代码：

using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; namespace ChainList  {
    class Program      {
    static void Main(string[] args)          {
                 ChainList chainList = new ChainList();              Node
      
        node = null;              Console.WriteLine("将三条数据添加到链表的尾部:\n"); //将数据添加到链表的尾部              node = chainList.ChainListAddEnd(node, new Student() { ID = 2, Name = "hxc520", Age = 23 });              node = chainList.ChainListAddEnd(node, new Student() { ID = 3, Name = "博客园", Age = 33 });              node = chainList.ChainListAddEnd(node, new Student() { ID = 5, Name = "一线码农", Age = 23 });              Dispaly(node);              Console.WriteLine("将ID=1的数据插入到链表开头:\n"); //将ID=1的数据插入到链表开头              node = chainList.ChainListAddFirst(node, new Student() { ID = 1, Name = "i can fly", Age = 23 });              Dispaly(node);              Console.WriteLine("查找Name=“一线码农”的节点\n"); //查找Name=“一线码农”的节点              var result = chainList.ChainListFindByKey(node, "一线码农", i => i.Name);              DisplaySingle(node);              Console.WriteLine("将”ID=4“的实体插入到“博客园”这个节点的之后\n"); //将”ID=4“的实体插入到"博客园"这个节点的之后              node = chainList.ChainListInsert(node, "博客园", i => i.Name, new Student() { ID = 4, Name = "51cto", Age = 30 });              Dispaly(node);              Console.WriteLine("删除Name=‘51cto‘的节点数据\n"); //删除Name=‘51cto‘的节点数据              node = chainList.ChainListDelete(node, "51cto", i => i.Name);              Dispaly(node);              Console.WriteLine("获取链表的个数:" + chainList.ChanListLength(node));          } //输出数据          public static void Dispaly(Node
       
         head)          {
                 Console.WriteLine("******************* 链表数据如下 *******************"); var tempNode = head; while (tempNode != null)              {
                     Console.WriteLine("ID:" + tempNode.data.ID + ", Name:" + tempNode.data.Name + ",Age:" + tempNode.data.Age);                  tempNode = tempNode.next;              }              Console.WriteLine("******************* 链表数据展示完毕 *******************\n");          } //展示当前节点数据          public static void DisplaySingle(Node
        
          head)          {
    if (head != null)                  Console.WriteLine("ID:" + head.data.ID + ", Name:" + head.data.Name + ",Age:" + head.data.Age); else                  Console.WriteLine("未查找到数据！");          }      } #region 学生数据实体 /// 
         
 /// 学生数据实体 /// 
      public class Student      {
    public int ID { get; set; } public string Name { get; set; } public int Age { get; set; }      } #endregion #region 链表节点的数据结构 /// 
         
 /// 链表节点的数据结构 /// 
      public class Node
         
                {
    /// 
          
 /// 节点的数据域 /// 
          public T data; /// 
          
 /// 节点的指针域 /// 
          public Node
          
            next;      } #endregion #region 链表的相关操作 /// 
           
 /// 链表的相关操作 /// 
      public class ChainList      {
    #region 将节点添加到链表的末尾 /// 
           
 /// 将节点添加到链表的末尾 /// 
 /// 
            /// 
            /// 
            /// 
                     public Node
           
             ChainListAddEnd
            
             (Node
             
               head, T data) { Node
              
                node = new Node
               
                (); node.data = data; node.next = null; ///说明是一个空链表 if (head == null) { head = node; return head; } //获取当前链表的最后一个节点 ChainListGetLast(head).next = node; return head; } #endregion #region 将节点添加到链表的开头 /// 
                
 /// 将节点添加到链表的开头 /// 
 /// 
                 /// 
                 /// 
                 /// 
                 public Node
                
                  ChainListAddFirst
                 
                  (Node
                  
                    head, T data) { Node
                   
                     node = new Node
                    
                     (); node.data = data; node.next = head; head = node; return head; } #endregion #region 将节点插入到指定位置 /// 
                     
 /// 将节点插入到指定位置 /// 
 /// 
                      /// 
                      /// 
                      /// 
                      /// 
                      public Node
                     
                       ChainListInsert
                      
                       (Node
                       
                         head, string key, Func
                        
                          where, T data) where W : IComparable { if (head == null) return null; if (where(head.data).CompareTo(key) == 0) { Node
                         
                           node = new Node
                          
                           (); node.data = data; node.next = head.next; head.next = node; } ChainListInsert(head.next, key, where, data); return head; } #endregion #region 将指定关键字的节点删除 /// 
                           
 /// 将指定关键字的节点删除 /// 
 /// 
                            /// 
                            /// 
                            /// 
                            /// 
                            /// 
                            /// 
                            public Node
                           
                             ChainListDelete
                            
                             (Node
                             
                               head, string key, Func
                              
                                where) where W : IComparable { if (head == null) return null; //这是针对只有一个节点的解决方案 if (where(head.data).CompareTo(key) == 0) { if (head.next != null) head = head.next; else return head = null; } else { //判断一下此节点是否是要删除的节点的前一节点 if (head.next != null && where(head.next.data).CompareTo(key) == 0) { //将删除节点的next域指向前一节点 head.next = head.next.next; } } ChainListDelete(head.next, key, where); return head; } #endregion #region 通过关键字查找指定的节点 /// 
                               
 /// 通过关键字查找指定的节点 /// 
 /// 
                                /// 
                                /// 
                                /// 
                                /// 
                                /// 
                                public Node
                               
                                 ChainListFindByKey
                                
                                 (Node
                                 
                                   head, string key, Func
                                  
                                    where) where W : IComparable { if (head == null) return null; if (where(head.data).CompareTo(key) == 0) return head; return ChainListFindByKey
                                   
                                    (head.next, key, where); } #endregion #region 获取链表的长度 /// 
                                    
 ///// 获取链表的长度 /// 
 /// 
                                     /// 
                                     /// 
                                     public int ChanListLength
                                    
                                     (Node
                                     
                                       head) { int count = 0; while (head != null) { ++count; head = head.next; } return count; } #endregion #region 得到当前链表的最后一个节点 /// 
                                      
 /// 得到当前链表的最后一个节点 /// 
 /// 
                                       /// 
                                       /// 
                                       public Node
                                      
                                        ChainListGetLast
                                       
                                        (Node
                                        
                                          head) { if (head.next == null) return head; return ChainListGetLast(head.next); } #endregion } #endregion }
                                        
                                       
                                      
                                     
                                    
                                   
                                  
                                 
                                
                               
                              
                             
                            
                           
                          
                         
                        
                       
                      
                     
                    
                   
                  
                 
                
               
              
             
            
           
          
         
        
       
      

运行结果：

 

当然，单链表操作中有很多是O(N)的操作，这给我们带来了尴尬的局面，所以就有了很多的

优化方案，比如：双向链表，循环链表。静态链表等等，这些希望大家在懂得单链表的情况下

待深一步的研究。