数据结构经典面试之链表—

数据结构经典面试之链表——C#和C++篇

文章目录

一、链表的基本概念
二、链表的操作
三、定义链表的节点结构体（C#）
四、定义链表的基本操作类（C#）
五、创建一个链表实例并进行基本操作演示（C#）
六、编写一个自定义链表操作函数（C++）
七、在C++中演示创建和操作一个链表实例（C++）
八、总结并对比C#和C++实现链表数据结构的不同点
总结

在这里插入图片描述

链表是一种常见的基础数据结构，它由一系列节点组成，每个节点包含数据域和指向下一个节点的指针。链表与数组不同，它不要求节点在内存中连续存储，这使得链表在插入和删除操作时具有较高的效率。

本文将介绍链表的基本概念、操作以及在C#和C++语言中的实现。

一、链表的基本概念

节点（Node）
节点是链表的基本单元，它包含两个部分：数据域和指针域。数据域用于存储节点的数据，指针域用于存储下一个节点的地址。

单链表（Singly Linked List）
单链表是一种每个节点只有一个指针指向下一个节点的链表。它是链表的最基本形式。

双向链表（Doubly Linked List）
双向链表是一种每个节点有两个指针，一个指向前一个节点，另一个指向下一个节点的链表。这使得双向链表可以方便地访问节点的前驱和后继。

循环链表（Circular Linked List）
循环链表是一种最后一个节点的指针指向第一个节点的链表。这使得循环链表在末尾追加节点时更为方便。

二、链表的操作

插入操作

插入操作包括在链表的头部、中间和尾部插入节点。

（1）在链表头部插入节点

在链表头部插入节点时，新节点的指针指向原头节点，然后将新节点设置为头节点。

（2）在链表中间插入节点

在链表中间插入节点时，需要找到插入位置的前一个节点，将新节点的指针指向原中间节点，然后将原中间节点的指针指向新节点。

（3）在链表尾部插入节点

在链表尾部插入节点时，需要找到链表的最后一个节点，将最后一个节点的指针指向新节点，然后将新节点设置为最后一个节点。

删除操作

删除操作包括删除链表的头部、中间和尾部节点。

（1）删除链表头部节点

删除链表头部节点时，需要将头节点的指针指向下一个节点，然后将原头节点从链表中释放。

（2）删除链表中间节点

删除链表中间节点时，需要找到删除节点的前一个节点，将前一个节点的指针指向删除节点的下一个节点。

（3）删除链表尾部节点

删除链表尾部节点时，需要找到链表的最后一个节点的前一个节点，将最后一个节点的前一个节点的指针指向null。

三、定义链表的节点结构体（C#）

在C#中，我们首先定义链表的节点结构体，它包含数据域和指向下一个节点的指针。

public struct Node
{public int Data { get; set; }public Node Next { get; set; }public Node(int data){Data = data;Next = null;}
}

四、定义链表的基本操作类（C#）

在C#中，我们定义一个链表类，包含基本操作方法，如插入、删除等。

public class LinkedList
{public Node Head { get; set; }public void InsertAtHead(int data){var newNode = new Node(data);newNode.Next = Head;Head = newNode;}public void InsertAtTail(int data){var newNode = new Node(data);if (Head == null){Head = newNode;return;}var current = Head;while (current.Next != null){current = current.Next;}current.Next = newNode;}public void DeleteAtHead(){if (Head == null){return;}Head = Head.Next;}public void DeleteAtTail(){if (Head == null){return;}if (Head.Next == null){Head = null;return;}var current = Head;while (current.Next.Next != null){current = current.Next;}current.Next = null;}
}

五、创建一个链表实例并进行基本操作演示（C#）

下面我们创建一个链表实例，并演示如何进行基本操作。

public class Program
{public static void Main(string[] args){LinkedList linkedList = new LinkedList();linkedList.InsertAtHead(1);linkedList.InsertAtHead(2);linkedList.InsertAtHead(3);linkedList.InsertAtTail(4);linkedList.DeleteAtHead();linkedList.DeleteAtTail();}
}

六、编写一个自定义链表操作函数（C++）

在C++中，我们首先定义链表的节点结构体，然后编写一个自定义链表操作函数，用于创建和打印链表。

#include <iostream>struct Node
{int data;Node *next;Node(int data) : data(data), next(nullptr) {}
};void printList(Node *head)
{Node *current = head;while (current != nullptr){std::cout << current->data << " -> ";current = current->next;}std::cout << "null" << std::endl;
}Node* createList(int arr[], int n) {Node* dummy = new Node(0);Node* tail = dummy;for (int i = 0; i < n; ++i) {Node* newNode = new Node(arr[i]);tail->next = newNode;tail = newNode;}return dummy->next;
}

七、在C++中演示创建和操作一个链表实例（C++）

下面我们在C++中演示如何创建和操作一个链表实例。

int main()
{int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);Node* head = createList(arr, n);printList(head);// 删除链表的第一个节点Node* temp = head;head = head->next;delete temp;// 插入一个新节点到链表尾部Node* newNode = new Node(6);newNode->next = nullptr;temp = head;while (temp->next != nullptr){temp = temp->next;}temp->next = newNode;printList(head);return 0;
}