Демистификация связанных списков в C++: руководство для начинающих

Привет! Вы новичок в мире программирования и интересуетесь структурами данных? Если да, то вы попали по адресу! В этой статье блога мы собираемся углубиться в одну из фундаментальных структур данных в C++: связанный список. Не волнуйтесь, если вы еще не знакомы с этим жаргоном — мы разобьем его на простые термины и попутно предоставим множество примеров кода. Итак, начнём!

Что такое связанный список?
Представьте себе цепочку взаимосвязанных узлов, где каждый узел содержит фрагмент данных и ссылку на следующий узел в цепочке. По сути, это связанный список. В отличие от массивов, связанные списки имеют динамическую структуру и могут увеличиваться или уменьшаться по мере необходимости. В C++ связанный список реализуется с помощью указателей, которые представляют собой переменные, хранящие адреса памяти.

Создание связанного списка.
Чтобы создать связанный список, нам сначала нужно определить структуру узлов, которая представляет каждый элемент списка. Вот пример:

struct Node {
    int data;
    Node* next;
};

В этой структуре у нас есть целочисленная переменная с именем dataдля хранения значения и указатель с именем next, указывающий на следующий узел в списке.

Обход связанного списка.
Чтобы получить доступ к элементам связанного списка или манипулировать ими, нам необходимо пройти по нему. Обход просто означает перемещение от одного узла к другому, пока мы не достигнем нужного узла или конца списка. Вот пример того, как перемещаться по связанному списку:

void traverseLinkedList(Node* head) {
    Node* currentNode = head;
    while (currentNode != nullptr) {
        // Access the data in the current node
        cout << currentNode->data << " ";
        // Move to the next node
        currentNode = currentNode->next;
    }
}

Вставка элементов в связанный список.
Добавление новых элементов в связанный список включает в себя создание нового узла и обновление необходимых указателей. Давайте рассмотрим пример вставки узла в начало списка:

void insertAtBeginning(Node*& head, int newData) {
    Node* newNode = new Node;
    newNode->data = newData;
    newNode->next = head;
    head = newNode;
}

Удаление элементов из связанного списка.
Как и вставка, удаление узла из связанного списка требует обновления указателей, чтобы обойти удаляемый узел. Вот пример удаления первого появления определенного значения в списке:

void deleteNode(Node*& head, int key) {
    Node* currentNode = head;
    Node* previousNode = nullptr;
    while (currentNode != nullptr && currentNode->data != key) {
        previousNode = currentNode;
        currentNode = currentNode->next;
    }
    if (currentNode == nullptr) {
        // Key not found
        return;
    }
    if (previousNode == nullptr) {
        // Node to delete is the head
        head = currentNode->next;
    } else {
        previousNode->next = currentNode->next;
    }
    delete currentNode;
}

Поздравляем! Теперь вы изучили основы связанных списков в C++. Мы рассмотрели создание связанного списка, его обход, вставку элементов и удаление узлов. Связанные списки — это мощная структура данных, которую можно использовать в различных сценариях программирования. Мы рекомендуем вам продолжить изучение и поэкспериментировать с различными операциями над связанными списками. Приятного кодирования!