线性表的链式存储——单链表的遍历与优化

1，如何遍历单链表中的每一个数据元素？

1，当前单链表遍历方法：

1，插入的时间复杂度为 O(n)，而遍历的时间复杂度为 O(n*n)；

2，遗憾的事实：

1，不能以线性的时间复杂度完成单链表的遍历；

新的需求：

1，为单链表提供新的方法，在线性时间内完成遍历；

3，设计思路（游标）：

1，在单链表内部定义一个游标（Node* m_current）；

2，遍历开始前将游标指向位置为 0 的数据元素；

3，获取游标指向的数据元素；

4，通过结点中的 next 指针移动游标；

（5），从程序的角度来看，从链表的第 0 个元素一直遍历到最后一个元素，一个 next 指针就够了；

4，设计思路（游标）：

1，提供一组遍历相关的函数，以线性的时间复杂度遍历链表；

1，move()，将游标定位到目标位置；

2，next()，移动游标；

3，current()，获取游标所指向的数据元素；

4，end()，获取是否达到尾部（是否为空）；

5，遍历函数原型设计：

1，bool move(int i, int step = 1);

2，bool end();

3，T current();

4，bool next();

6，单链表的遍历实现：

 1 /* 以下四个函数move()，end()，next()，current()是为了将遍历输出函数时间复杂度由O(n*n)降为O(n)；其中 move() 函数时间复杂度为 i，其后三个函数在 for() 循环中加起来的时间复杂度为才为 O(n)，很经典 */
 2
 3     virtual bool move(int i, int step = 1)  // 从第 i 个位置移动，每次移动 1 个//位置； O(n)
 4     {
 5         bool ret = ( (0<= i) && (i<m_length) && (0<step));
 6
 7         if( ret )
 8         {
 9             m_current = position(i)->next;   // 定位到节点i，不是第  i 个节点，//所以要加上next，这里时间复杂度严格来说是 i，配合着后面的 next() 函数的移动，//则最终的时间复杂度才是 n；
10             m_step = step;    // 将每次要移动的值传进来
11         }
12         return ret;
13 　　 }
14
15     virtual bool end()     // 判断当前的游标是否结束
16     {
17         return (m_current == NULL);    // 这里不可写成赋值了
18 　　 }
19
20     virtual T current()   // 获取游标当前位置的值
21     {
22         if( !end() ) // m_current != NULL ==> !end()，这里是判断当前指针的有效性；
23         {
24             return m_current->value;
25         }
26         else
27         {
28             THROW_EXCEPTION(InvalidOperationException, "No value at current position ...");
29         }
30 　　 }
31
32     virtual bool next()   // 移动游标
33     {
34         int i = 0;
35
36         while( (i<m_step) && (!end()) )  // 这里的 !end() 是为了判m_step 步幅是否//会将指针指向空，所以在 move() 不用判断 step 的小于范围；
37         {
38                 m_current = m_current->next;
39                 i++;
40         }
41
42         return (i == m_step);
43 　　 }

7，单链表内部的一次封装：

1，这样的封装是因为面向对象里面的主导思想有封装，所以采纳这样的封装；

2，保护的函数，因为是内部的；

8，小结：

1，单链表的遍历需要在线性时间内完成；

2，在单链表内部定义游标变量，通过游标变量提高效率；

3，遍历相关的成员函数是相互依赖、相互配合的关系；

4，封装结点的申请和删除操作更有利于增强扩展性（见后续静态单链表的实现）；

原文地址：https://www.cnblogs.com/dishengAndziyu/p/10921915.html