C++如何实现一个链表?(数据结构代码示例)

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c++单向链表实现核心是定义含数据和next指针的Listnode结构,并用LinkedList类封装头指针及插入、遍历、删除、析构等操作,强调初始化nullptr、内存释放与指针安全。

C++如何实现一个链表?(数据结构代码示例)

用C++实现链表,核心是定义节点结构和管理指针。下面是一个简洁、可运行的单向链表示例,包含插入、遍历、删除等基本操作,适合初学者理解原理。

定义节点结构

每个节点包含数据和指向下一个节点的指针:

struct ListNode {     int val;     ListNode* next;     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {} };

使用构造函数初始化,避免野指针;next 初始化为 nullptr 是关键习惯,防止未定义行为。

链表类封装(含常用操作)

把头指针和操作方法封装成类,更清晰、易复用:

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class LinkedList { private:     ListNode* head; <p>public: LinkedList() : head(nullptr) {}</p><pre class="brush:php;toolbar:false;">// 头插法插入新节点 void push_front(int val) {     ListNode* newNode = new ListNode(val);     newNode->next = head;     head = newNode; }  // 尾插法(需遍历到末尾) void push_back(int val) {     ListNode* newNode = new ListNode(val);     if (!head) {         head = newNode;         return;     }     ListNode* cur = head;     while (cur->next) cur = cur->next;     cur->next = newNode; }  // 遍历并打印所有值 void print() const {     ListNode* cur = head;     while (cur) {         std::cout << cur->val;         if (cur->next) std::cout << " → ";         cur = cur->next;     }     std::cout << std::endl; }  // 按值删除第一个匹配节点(注意处理头节点) void remove(int val) {     if (!head) return;     if (head->val == val) {         ListNode* tmp = head;         head = head->next;         delete tmp;         return;     }     ListNode* cur = head;     while (cur->next && cur->next->val != val) {         cur = cur->next;     }     if (cur->next) {         ListNode* toDelete = cur->next;         cur->next = toDelete->next;         delete toDelete;     } }  // 析构函数:释放全部内存(重要!防内存泄漏) ~LinkedList() {     while (head) {         ListNode* tmp = head;         head = head->next;         delete tmp;     } }

};

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使用示例

在 main 中测试:

int main() {     LinkedList list;     list.push_back(10);     list.push_back(20);     list.push_front(5);     list.print(); // 输出:5 → 10 → 20 <pre class="brush:php;toolbar:false;">list.remove(10); list.print(); // 输出:5 → 20  return 0;

}

注意:new 出的节点必须用 delete 释放,否则造成内存泄漏。析构函数已自动处理,无需手动调用。

进阶提示

  • 想支持任意类型?把 ListNode 和 LinkedList 改成模板类(加 template
  • 需要双向链表?节点增加 prev 指针,插入/删除逻辑稍复杂但结构对称
  • 实际项目中优先用 std::list 或 std::forward_list,它们已做充分优化和异常安全处理

基本上就这些。手写链表重在理解指针操作和内存管理逻辑,不是为了替代标准库

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