本文實例講述了C#數據結構之單鏈表(LinkList)實現方法。分享給大家供大家參考，具體如下：
這里我們來看下“單鏈表(LinkList)”。在上一篇《C#數據結構之順序表(SeqList)實例詳解》的最后，我們指出了：順序表要求開辟一組連續的內存空間，而且插入/刪除元素時，為了保證元素的順序性，必須對后面的元素進行移動。如果你的應用中需要頻繁對元素進行插入/刪除，那么開銷會很大。
而鏈表結構正好相反，先來看下結構：
每個元素至少具有二個屬性：data和next。data用來存放數據，而next用來指出它后面的元素是誰(有點“指針”的意思)。
鏈表中的元素，通常也稱為節點Node，下面是泛型版本的Node.cs
namespace 線性表{ public class Node<T> { private T data; private Node<T> next; public Node(T val, Node<T> p) { data = val; next = p; } public Node(Node<T> p) { next = p; } public Node(T val) { data = val; next = null; } public Node() { data = default(T); next = null; } public T Data { get { return data; } set { data = value; } } public Node<T> Next { get { return next; } set { next = value; } } }}鏈表在存儲上并不要求所有元素按順序存儲，因為用節點的next就能找到下一個節點，這好象一根“用珠子串成的鏈子”，要找到其中的某一顆珠子，只要從第一顆節點(通常稱為Head節點)開始，不斷根據next指向找到下一個，直到找到需要的節點為止。
鏈表中需要有一個Head節點做為開始，這跟順序表有所不同，下面是單鏈表的實現:
using System;using System.Text;namespace 線性表{ public class LinkList<T> : IListDS<T> { private Node<T> head; public Node<T> Head { get { return head; } set { head = value; } } public LinkList() { head = null; } /// <summary> /// 類索引器 /// </summary> /// <param name="index"></param> /// <returns></returns> public T this[int index] { get { return this.GetItemAt(index); } } /// <summary> /// 返回單鏈表的長度 /// </summary> /// <returns></returns> public int Count() { Node<T> p = head; int len = 0; while (p != null) { len++; p = p.Next; } return len; } /// <summary> /// 清空 /// </summary> public void Clear() { head = null; } /// <summary> /// 是否為空 /// </summary> /// <returns></returns> public bool IsEmpty() { return head == null; } /// <summary> /// 在最后附加元素 /// </summary> /// <param name="item"></param> public void Append(T item) { Node<T> d = new Node<T>(item); Node<T> n = new Node<T>(); if (head == null) { head = d; return; } n = head; while (n.Next != null) { n = n.Next; } n.Next = d; } //前插 public void InsertBefore(T item, int i) { if (IsEmpty() || i < 0) { Console.WriteLine("List is empty or Position is error!"); return; } //在最開頭插入 if (i == 0) { Node<T> q = new Node<T>(item); q.Next = Head;//把"頭"改成第二個元素 head = q;//把自己設置為"頭" return; } Node<T> n = head; Node<T> d = new Node<T>(); int j = 0; //找到位置i的前一個元素d while (n.Next != null && j < i) { d = n; n = n.Next; j++; } if (n.Next == null) //說明是在最后節點插入(即追加) { Node<T> q = new Node<T>(item); n.Next = q; q.Next = null; } else { if (j == i) { Node<T> q = new Node<T>(item); d.Next = q; q.Next = n; } } } /// <summary> /// 在位置i后插入元素item /// </summary> /// <param name="item"></param> /// <param name="i"></param> public void InsertAfter(T item, int i) { if (IsEmpty() || i < 0) { Console.WriteLine("List is empty or Position is error!"); return; } if (i == 0) { Node<T> q = new Node<T>(item); q.Next = head.Next; head.Next = q; return; } Node<T> p = head; int j = 0; while (p != null && j < i) { p = p.Next; j++; } if (j == i) { Node<T> q = new Node<T>(item); q.Next = p.Next; p.Next = q; } else { Console.WriteLine("Position is error!"); } } /// <summary> /// 刪除位置i的元素 /// </summary> /// <param name="i"></param> /// <returns></returns> public T RemoveAt(int i) { if (IsEmpty() || i < 0) { Console.WriteLine("Link is empty or Position is error!"); return default(T); } Node<T> q = new Node<T>(); if (i == 0) { q = head; head = head.Next; return q.Data; } Node<T> p = head; int j = 0; while (p.Next != null && j < i) { j++; q = p; p = p.Next; } if (j == i) { q.Next = p.Next; return p.Data; } else { Console.WriteLine("The node is not exist!"); return default(T); } } /// <summary> /// 獲取指定位置的元素 /// </summary> /// <param name="i"></param> /// <returns></returns> public T GetItemAt(int i) { if (IsEmpty()) { Console.WriteLine("List is empty!"); return default(T); } Node<T> p = new Node<T>(); p = head; if (i == 0) { return p.Data; } int j = 0; while (p.Next != null && j < i) { j++; p = p.Next; } if (j == i) { return p.Data; } else { Console.WriteLine("The node is not exist!"); return default(T); } } //按元素值查找索引 public int IndexOf(T value) { if (IsEmpty()) { Console.WriteLine("List is Empty!"); return -1; } Node<T> p = new Node<T>(); p = head; int i = 0; while (!p.Data.Equals(value) && p.Next != null) { p = p.Next; i++; } return i; } /// <summary> /// 元素反轉 /// </summary> public void Reverse() { LinkList<T> result = new LinkList<T>(); Node<T> t = this.head; result.Head = new Node<T>(t.Data); t = t.Next; //(把當前鏈接的元素從head開始遍歷，逐個插入到另一個空鏈表中，這樣得到的新鏈表正好元素順序跟原鏈表是相反的) while (t!=null) { result.InsertBefore(t.Data, 0); t = t.Next; } this.head = result.head;//將原鏈表直接掛到"反轉后的鏈表"上 result = null;//顯式清空原鏈表的引用，以便讓GC能直接回收 } public override string ToString() { StringBuilder sb = new StringBuilder(); Node<T> n = this.head; sb.Append(n.Data.ToString() + ","); while (n.Next != null) { sb.Append(n.Next.Data.ToString() + ","); n = n.Next; } return sb.ToString().TrimEnd(','); } }}下面是單鏈表插入和刪除的算法圖解：
可以看到：鏈表在元素插入/刪除時，無需對后面的元素進行移動，只需要修改自身以及相鄰節點的next指向即可，所以插入/刪除元素的開銷要比順序表小得多。但是也應該注意到，其它操作比如：查找元素，反轉倒置鏈表等，有可能需要遍歷整個鏈表中的所有元素。
測試代碼片斷：
Console.WriteLine("-------------------------------------");Console.WriteLine("單鏈表測試開始...");LinkList<string> link = new LinkList<string>();link.Head = new Node<string>("x");link.InsertBefore("w", 0);link.InsertBefore("v", 0);link.Append("y");link.InsertBefore("z", link.Count());Console.WriteLine(link.Count());//5Console.WriteLine(link.ToString());//v,w,x,y,zConsole.WriteLine(link[1]);//wConsole.WriteLine(link[0]);//vConsole.WriteLine(link[4]);//zConsole.WriteLine(link.IndexOf("z"));//4Console.WriteLine(link.RemoveAt(2));//xConsole.WriteLine(link.ToString());//v,w,y,zlink.InsertBefore("x", 2);Console.WriteLine(link.ToString());//v,w,x,y,zConsole.WriteLine(link.GetItemAt(2));//xlink.Reverse();Console.WriteLine(link.ToString());//z,y,x,w,vlink.InsertAfter("1", 0);link.InsertAfter("2", 1);link.InsertAfter("6", 5);link.InsertAfter("8", 7);link.InsertAfter("A", 10);//Position is error!Console.WriteLine(link.ToString()); //z,1,2,y,x,w,6,v,8至于具體在實際應用中應該選用順序表 or 鏈表，主要是看：對于元素插入/刪除的頻繁程度以及對于內存分配的苛刻程度。 如果不要求一開始就分配一組連續的內存區域，可以根據元素的增加而自動加大內存的使用量，或者插入/刪除的次數很多，那么建議使用鏈表，反之用順序表。
最后指出：可以給節點再添加一個prev元素，用于指出前一個節點是誰，即同時有next和prev二個指向，這種改進后的鏈表稱為“雙向鏈表”，它有助于某些情況下減少遍歷循環的次數，本文中的這種僅有一個next指向的鏈表，稱為“單鏈表”。
希望本文所述對大家C#程序設計有所幫助。
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