十、单链表的遍历与优化

1、单链表遍历优化

遍历单链表中的每个一数据元素

LinkList<int> list;
for(int i = 0; i < 5; i++)	// O(n)
{
    list.insert(0, i);	// O(1), 头部插入，不涉及循环
}
// 这里的遍历方法效率很低
for(int i = 0; i < list.length(); i++)  // O(n^2)
{
    cout << list.get(i) << endl;    // O(n)
}

遍历链表的时间复杂度不是线性的，插入元素是线性，遍历就不是了。

不能以线性的时间复杂度完成单链表的遍历

新的需求：为单链表提供新的方法，在线性时间内完成遍历

设计思路（游标）

• 在单链表的内部定义一个游标Node* m_current
• 遍历开始前将游标指向位置为0的数据元素
• 获取游标指向的数据元素
• 通过结点中的next指针移动游标

提供一组遍历相关的函数，以线性的时间复杂度遍历链表

遍历函数原型设计

bool move(int i, int step = 1);
bool end();
T current();
bool next();	// 移动次数根据step的值来确定

// i 目标位置，step 游标每次移动结点的数目
    bool move(int i, int step = 1)
    {
        bool ret = ((i >= 0) && (i < m_length) && (step > 0));
        if(ret)
        {
            // 将游标定位到目标位置i的地方
            m_current = position(i)->next;
            m_step = step;
        }
        return ret;
    }

    bool end()
    {
        return (m_current == NULL);
    }

    T current()
    {
        // 返回游标指向的位置的元素值
        //if(m_current != NULL)
        if(!end())
        {
            return m_current->value;
        }
        else
        {
            THROW_EXCEPTION(InvalidOperationException, "No value at current position...");
        }
    }

    bool next()
    {
        int i = 0;
        while((i<m_step) && !end())
        {
            m_current = m_current->next;
            i++;
        }
        // i的值和m_step的值是一样的，就表示移动成功
        return (i == m_step);
    }


// 新的遍历使用方法
for(list.move(0); !list.end(); list.next()) // O(n)
{
    cout << list.current() << endl;
}

2、单链表内部的一次封装

virtual Node* creat()
{
    return new Node();
}
virtual void destory(Node* pn)
{
    delete pn;
}

3、小结

单链表的遍历需要在线性时间内完成

在单链表内部定义游标变量，通过游标变量提高效率

遍历相关的成员函数是相互依赖，相互配合的关系

封装结点的申请和删除操作更有利于增强扩展性