我的链表方法有什么改进吗？

Question

我一直在编写一个程序来提高我对链表及其功能的了解。我想知道你们中的一些人是否可以查看我的代码并注意到您可能熟悉的任何错误，或者一般的错误。这些函数适用于我的测试函数，但显然，我并没有测试所有可能的场景。

    // LinkedList.cpp : Defines the entry point for the console application.
//

#include "stdafx.h"
#include <iostream>

using std::cout;
using std::cin;
using std::endl;

struct node
{
    int value;
    node* next;
};

node* push(node*, int);
node* pop(node*);
node* pop(node*, int);
node* insert(node*, int, int);
void printList(const node*);

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    node* head = NULL;

    for(int i = 1; i <= 15; ++i)
    {
        head = push(head, i);
    }

    for(int j = 14; j >= 0; j = j - 2)
    {
        head = pop(head, j);
        printList(head);
    }

    head = pop(head);
    head = insert(head, 4, 27);
    printList(head);
    cin.ignore();
}

node* push(node* read, int val)
{
    node* write = read;
    if(read == NULL)
    {
        read = new node;
        read->next = NULL;
        read->value = val;
        cout << "Node Head: " << read->value << endl;
        return read;
    }
    else
    {
        while(read->next != NULL)
        {
            read = read->next;
        }
        read->next = new node;
        read->next->next = NULL;
        read->next->value = val;
        read = read->next;
        cout << "Node Link: " << read->value << endl;
        return write;
    }
}

node* pop(node* read)
{
    node* write = read;
    if(read->next == NULL)
    {
        delete read;
        read = NULL;
        return write;
    }
    else
    {
        while(read->next != NULL)
        {
            if(read->next->next == NULL)
            {
                cout << "Pop: " << read->next->value << endl;
                delete read->next;
                read->next = NULL;
            }
            else
            {
                read = read->next;
            }
        }
        return write;
    }
}

node* pop(node* read, int pos)
{
    node* write = read;
    if(read->next == NULL)
    {
        delete read;
        return write;
    }
    else
    {   
        if(pos == 0)
        {
            node* old = read;
            cout << "Pop: " << read->value << endl;
            read = read->next;
            delete old;
            return read;
        }
        else
        {
            for(int i = 0; i < (pos - 1); i++)
            {
                read = read->next;
            }
            node* old = read->next;
            cout << "Pop: " << old->value << endl;
            read->next = read->next->next;
            delete old;
            return write;
        }
    }
}

node* insert(node* read, int pos, int val)
{
    node* write = read;
    for(int i = 0; i < (pos - 1); i++)
    {
        read = read->next;
    }
    node* ins = new node;
    ins->value = val;
    cout << "Insert: " << ins->value << endl;
    ins->next = read->next;
    read->next = ins;
    return write;
}

void printList(const node* read)
{
    if(read != NULL)
    {
        cout << "List Item: " << read->value << endl;
        printList(read->next);
    }
}

/****************OUTPUT*********************
Node Head: 1
Node Link: 2
Node Link: 3
Node Link: 4
Node Link: 5
Node Link: 6
Node Link: 7
Node Link: 8
Node Link: 9
Node Link: 10
Node Link: 11
Node Link: 12
Node Link: 13
Node Link: 14
Node Link: 15
Pop: 15
List Item: 1
List Item: 2
List Item: 3
List Item: 4
List Item: 5
List Item: 6
List Item: 7
List Item: 8
List Item: 9
List Item: 10
List Item: 11
List Item: 12
List Item: 13
List Item: 14
Pop: 13
List Item: 1
List Item: 2
List Item: 3
List Item: 4
List Item: 5
List Item: 6
List Item: 7
List Item: 8
List Item: 9
List Item: 10
List Item: 11
List Item: 12
List Item: 14
Pop: 11
List Item: 1
List Item: 2
List Item: 3
List Item: 4
List Item: 5
List Item: 6
List Item: 7
List Item: 8
List Item: 9
List Item: 10
List Item: 12
List Item: 14
Pop: 9
List Item: 1
List Item: 2
List Item: 3
List Item: 4
List Item: 5
List Item: 6
List Item: 7
List Item: 8
List Item: 10
List Item: 12
List Item: 14
Pop: 7
List Item: 1
List Item: 2
List Item: 3
List Item: 4
List Item: 5
List Item: 6
List Item: 8
List Item: 10
List Item: 12
List Item: 14
Pop: 5
List Item: 1
List Item: 2
List Item: 3
List Item: 4
List Item: 6
List Item: 8
List Item: 10
List Item: 12
List Item: 14
Pop: 3
List Item: 1
List Item: 2
List Item: 4
List Item: 6
List Item: 8
List Item: 10
List Item: 12
List Item: 14
Pop: 1
List Item: 2
List Item: 4
List Item: 6
List Item: 8
List Item: 10
List Item: 12
List Item: 14
Pop: 14
Insert: 27
List Item: 2
List Item: 4
List Item: 6
List Item: 8
List Item: 27
List Item: 10
List Item: 12
*******************************************/

Answer 1

嗯，首先，对于一般用途，你应该使用标准库：std:vector，或者，如果你真的需要一个链表，std::list<>. 但是，因为这是一个自学练习，我们将跳过它。

这给我们带来了下一个问题：作为一个教学练习，它真的不是生产代码，那么我们应该抱怨什么？ cout 在函数中间？？

我看到的一个特殊问题是这样的代码：

    read = new node;    
    read->next = NULL;    
    read->value = val; 

节点对象的构造函数应该处理将其next 成员设置为空。就此而言，它也应该处理设置值，因此这段代码应该是：

    read = new node(val);

另一个问题：在 pop() 中，你有：

node* write = read; 
if(read->next == NULL) 
{ 
    delete read; 
    read = NULL; 
    return write; 
} 

将read 设置为null 毫无意义——这是一个即将超出范围的本地变量。而你返回的是write，等于read，已经被删除了。

此外，您在代码中几乎没有使用 C++ 和面向对象编程的特性：如果我们忽略 cout，它基本上只是通过 new 和 delete 分配内存的 C 代码。正如我所指出的，它可以极大地受益于构造函数。析构函数也可能很有用，再加上一个 List 类，它可以保存头节点，并将所有函数作为成员。

Answer 2

如果用户可以删除某个位置的节点，我认为它不能正确地称为“pop”。 Pop 通常是指仅删除顶部节点，例如在堆栈中。 “删除”可能是一个更好的名字。

Answer 3

只看你的“推送”功能，这里有一些建议：

• 为清楚起见，第一个参数应命名为“head”，而不是“read”

• “if(read == NULL)”测试的两个分支之间有很多重复。分解出通用代码（例如，使用@James 建议的构造函数）

• 将您正在执行的步骤分解为“创建一个值为 'val' 的节点”、“查找列表末尾”、“如果为空列表，则 head = new；否则为 tail->下一个 = 新的"

Answer 4

如果你正在制作一个C风格的链表类，你应该使用void *作为数据项，这样你就可以将链表与其他类型一起使用：

struct Node
{
    void * p_data;
    struct Node * next;
};

另一方面，如果您想使用 C++ 工具，您可以扩展为使用 template 作为数据类型。 template 将允许您对不同类型使用相同的代码。编译器将在模板（模板）的实例化期间解析数据类型：

template <class Data_Type>
struct Node
{
    Data_Type data;
    Node *    next;
};

正如其他人所说，您应该有一个 List 类或结构。这将帮助用户区分实例化。在 C 风格中，此结构将传递给列表方法（因此列表方法知道要对哪个列表进行操作）。

struct List_Header
{
    struct Node * head;
    struct Node * tail;
    unsigned int  size; // Quantity of nodes
};

void List_Push(List_Header * p_header, void * data)
{
  if (p_header)
  {
    // Create a node, prepend to list, etc.
  }
  return;
}

使用列表：

List_Header    my_list;
unsigned int *   my_data(new int(1));
List_Push(&my_list, my_data);

Answer 5

您正在制作 C 样式的列表。在 C++ 中，您将为节点使用一个类，为列表使用另一个类。列表的类应该具有列表中第一个元素的成员。 然后，这里和那里都有很多错误。我没有查看所有代码，但我可以给你一些建议：

• 始终检查边界，涵盖所有情况。如果我给出一个无效的 pos (>size) 会发生什么？ ：

   node* insert(node* read, int pos, int val)
    {
       node* write = read;
       for(int i = 0; i < (pos - 1), read <> NULL; i++) 
       {// you should make the for stop if it hits the bottom of the list
           read = read->next; 
       }
       if (read == NULL) return NULL
       node* ins = new node;
       ins->value = val;
       cout << "Insert: " << ins->value << endl;
       ins->next = read->next;
       read->next = ins;
       return write;
   }
  

• 小心内存以及如何使用它。尽量避免像 node->next->next 这样的结构，因为它们很容易出错。

    node* pop(node* read)
    {
        node* write = read;
        if(read->next == NULL)
        {
            delete read;
            read = NULL;
            return write;
        }
        else
        {
            while(read->next != NULL)
            {
                if(read->next->next == NULL)
                {
                    cout << "Pop: " << read->next->value << endl;
                    delete read->next;
                    read->next = NULL;
                }
                else
                {
                    read = read->next;
                }
            }
            return write;
        }
    }
  

可以这样写：

     node* pop(node* head)
     {
        if (head == NULL) return;

        node* previous = NULL;
        node* returnVal = head;

        while (head->next != NULL)
        {
            previous = head;
            head = head->next;
        }
        if (previous != NULL)
        {
            previous->next = NULL;
            delete head;
        }
        else //we need to pop out the head :)
        {
            delete head;
            returnVal = null;
        }
        return returnVal;
     }

没有指向列表头部的类的全局成员有点令人困惑。我不习惯那个.. C++ 风格的列表删除函数会这样写：

void SingleLinkedList::RemoveElement(TInfo value)
{
    Node* cursor = mHead;
    Node* lastCursor = NULL;

    if (cursor != NULL) while (cursor->GetNext() != NULL && cursor->GetInfo() != value) 
    {
        lastCursor = cursor;
        cursor = cursor->GetNext();
    }
    if (cursor->GetInfo() == value)
    {
        lastCursor->SetNext(cursor->GetNext());
        delete cursor;
    }
}

类的定义如下：

#define NULL 0
typedef int TInfo;

class Node
{
private:
    TInfo info;
    Node* next;
public:

    Node()                          {info = 0; next = NULL;}
    Node(TInfo iInfo, Node* iNode)  {info = iInfo; next = iNode;}
    ~Node()                         {info = 0; next = NULL;}

    TInfo GetInfo() const           {return info;}
    Node* GetNext() const           {return next;}

    void SetInfo(TInfo value)       {info = value;}
    void SetNext(Node* pValue)      {next = pValue;}
};

class SingleLinkedList
{
private:
    Node* mHead;
    int mCount;

    void RecursiveRemove(Node* iNode);

public:
    SingleLinkedList();
    ~SingleLinkedList() {mHead = NULL;};

    int Count() const               {return mCount;}
    Node* const GetHead() const     {return mHead;}

    void ClearList();
    void AddHeadElement(TInfo value);
    void AddTailElement(TInfo value);
    void RemoveElement(TInfo value);
    bool SearchElement(TInfo value, int &pos);
};

void PrintList (SingleLinkedList const& list);

您可以对代码进行许多改进。想的简单:)