C#模拟链表数据结构的实例解析

写在前面

模块化编程是大多数初学者必经之路，然后可能你走向了结构化编程，链表是一种典型结构模式，它的出现克服了数组必须预先知道大小的缺陷，听不懂?你只需要记住，链表结构非常牛叉就可以了，学习这种结构对我们的逻辑思维有很大提升。

什么是链表结构呢？

链表是一种物理存储单元上非连续、非顺序的存储结构。比如A->B->C，这种结构，我们可以理解为A连接着B，B连接C，像这种结构我们就叫做链表结构。对了，火车的车厢，其实就是链表的结构的最好说明

为什么要有链表结构呢？

学过计算机的都知道数组(Array),数组常用切好用，但也存在问题。首先，数组必须需要知道空间大小（int[] age = new int[100], 必须声明长度），其次，对于元素之间插入、删除操作效率很低（如何在数组中间插入一个元素？）。

链表的出现，完美的解决了这些问题。

如何实现链表

首先我们需要声明一种结构

//链表结构: 构造节点 - 连接节点
//Template
class Node
{
  public int num;
  //指向下一个元素
  public Node next;
}

//链表结构: 构造节点 - 连接节点
//Template
class Node
{
  public int num;
  //指向下一个元素
  public Node next;
}

我们可以把上面的这种结构看做是一个礼品盒,可以存放整形数值。

然后我们创建一个MyList先生，这位先生就使用Node去存放整形物品，而且使用了链表结构哦！

class MyList
{
  public Node currentNode;
  public Node point;
  public MyList()
  {
    currentNode = new Node();
  }
  //存放物品
  public void Add(int value)
  {
    //第一次
    if(point == null)
    {
      currentNode.num = value;
      point = currentNode;
    }
    else  //2 3 4..... 次
    {
      Node temp = new Node();
      temp.num = value;
      point.next = temp;
      //更新指针
      point = temp;
    }

  }
}

class MyList
{
  public Node currentNode;
  public Node point;
  public MyList()
  {
    currentNode = new Node();
  }
  //存放物品
  public void Add(int value)
  {
    //第一次
    if(point == null)
    {
      currentNode.num = value;
      point = currentNode;
    }
    else  //2 3 4..... 次
    {
      Node temp = new Node();
      temp.num = value;
      point.next = temp;
      //更新指针
      point = temp;
    }
 
  }
}

然后，我们可以在客户端测试一下：

public static void Main (string[] args)
{
  MyList<int> mList = new MyList<int>();
  //添加元素
  mList.Add(1);
  mList.Add(11);
  mList.Add(111);
  mList.Add(1111);
  while(mList.currentNode != null)
  {
    Console.WriteLine (mList.currentNode.num);
    mList.currentNode = mList.currentNode.next;
  }
}

public static void Main (string[] args)
{
  MyList<int> mList = new MyList<int>();
  //添加元素
  mList.Add(1);
  mList.Add(11);
  mList.Add(111);
  mList.Add(1111);
  while(mList.currentNode != null)
  {
    Console.WriteLine (mList.currentNode.num);
    mList.currentNode = mList.currentNode.next;
  }
}

我们自己定义的一个整形集合就这样ok了。它有两个优点：可以存放任意多个元素！方便元素的插入和删除。

双向链表的定义和简单操作：

双向链表其实是单链表的改进。当我们对单链表进行操作时，有时你要对某个结点的直接前驱进行操作时，又必须从表头开始查找。这是由单链表结点的结构所限制的。因为单链表每个结点只有一个存储直接后继结点地址的链域，那么能不能定义一个既有存储直接后继结点地址的链域，又有存储直接前驱结点地址的链域的这样一个双链域结点结构呢？这就是双向链表。在双向链表中，结点除含有数据域外，还有两个链域，一个存储直接后继结点地址，一般称之为右链域；一个存储直接前驱结点地址，一般称之为左链域。

namespace DounlyLinkedlist
{
  //定义双向链表的结点
  public class Node
  {
    public Object Element;
    public Node FLink;
    public Node BLink;

    public Node()
    {
      Element = null;
      FLink = null;
      BLink = null;
    }

    public Node(Object element)
    {
      Element = element;
      FLink = null;
      BLink = null;
    }

  }

  //链表操作的类
  public class LinkedList
  {
    
    public Node Header;

    public LinkedList()
    {
      Header = new Node("Header");
      Header.FLink = null;
      Header.BLink = null; 
    }

    //查找结点
    private Node Find(Object item)
    {
      Node Current = new Node();
      Current = Header;
      while (Current.Element != item)
      {
        Current = Current.FLink;
      }
      return Current;
    }

    //插入结点
    public void InsertNode(Object item,Object postionItem)
    {
      Node Current = new Node();
      Node NewItem = new Node(item);
      Current = Find(postionItem);
      if (Current != null)
      {
        NewItem.FLink = Current.FLink;
        NewItem.BLink = Current;
        Current.FLink = NewItem;
      }
    }

    //删除结点
    public void Remove(Object item)
    {
      Node P = Find(item);
      if (P.FLink != null)
      {
        P.BLink.FLink = P.FLink;
        P.FLink.BLink = P.BLink;
        P.BLink = null;
        P.FLink = null;
      }
      
    }


    //查找双向链表最后一个结点元素
    private Node FindLast()
    {
      Node Current = new Node();
      Current = Header;
      while (!(Current.FLink == null))
      {
        Current = Current.FLink;
      }
      return Current;
    }


    //逆向打印双向链表
    public void PrintReverse()
    {
      Node Current = new Node();
      Current = FindLast();
      while (!(Current.BLink == null))
      {
        Console.WriteLine(Current.Element);
        Current = Current.BLink;
      }
    }

    //打印双向链表
    public void Print()
    {
      Node Current = new Node();
      Current = Header;
      while (!(Current.FLink == null))
      {
        Console.WriteLine(Current.FLink.Element);
        Current = Current.FLink;
      }
    }
  }
}

链表应用场景

应用场景：集合（动态数组）、贪吃蛇、地图的循环生成、老虎机效果等等,链表可以帮助我们完成很多事情。