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8.再增加GetCurrentValue()方法取得当前的值
一、链表定义
链表是一种特殊的数据结构，能够动态地存储一种结构类型数据。在开发复杂的系统时，经常会使用链表存储数据。
链表是一种重要的数据结构，该结构由节点组成。每个节点包含两部分数据，第一部分是节点本身的数据，第二部分是指向下一个节点的指针。对于单向链表，链表中存在两个特殊的节点，分别为“头节点”和“尾节点”。头节点本身没有数据，只存储下一个节点的指针，尾节点只存储数据。
二、链表设计
1.先定义一个结点类（Node）
public class Node
{
public object Data { get; set; }
public Node Next { get; set; }
public Node Previous { get; set; }
public Node(object data)
{
Data = data;
Next = null;
Previous = null;
}
}2.再定义链表类（LinkedList）并依次设计其方法
链表类中使用了三个指针：Head、Tail和Current。Head指针指向链表的头部，Tail指针指向链表的尾部，Current指针指向当前正在访问的结点。
定义了以下方法来实现结点的移动和添加：
- Append：在链表的尾部添加一个新的结点。
- MoveFirst：将Current指针移动到链表的头部。
- MovePrevious：将Current指针向前移动一位。
- MoveNext：将Current指针向后移动一位。
public class LinkedList
{
private static Node _head;
private static Node _current;
public LinkedList()
{
_head = null;
_tail = null;
_current = null;
}
public static void Append(object data)
{
var newNode = new Node(data);
if (_head == null)
{
_head = newNode;
_tail = newNode;
}
else
{
_tail.Next = newNode;
newNode.Previous = _tail;
_tail = newNode;
}
}
public static void MoveFirst()
{
if (_head != null)
{
_current = _head;
}
}
public static void MovePrevious()
{
if (_current != null && _current.Previous != null)
{
_current = _current.Previous;
}
}
public static void MoveNext()
{
if (_current != null && _current.Next != null)
{
_current = _current.Next;
}
}
}3.再实现删除方法
要实现删除操作，添加一个名为 Delete 的方法。在该方法中，需要处理三种情况：删除头部结点、删除尾部结点和删除中间结点。
public static void Delete()
{
if (_current == null)
{
return;
}
// 删除头部结点
if (_current == _head)
{
if (_head == _tail)
{
_head = null;
_tail = null;
}
else
{
_head = _head.Next;
_head.Previous = null;
}
}
// 删除尾部结点
else if (_current == _tail)
{
_tail = _tail.Previous;
_tail.Next = null;
}
// 删除中间结点
else
{
var nextNode = _current.Next;
var previousNode = _current.Previous;
nextNode.Previous = previousNode;
previousNode.Next = nextNode;
}
_current = null;
}在需要删除当前指向的结点时调用 Delete 方法。注意，在删除结点后，Current 指针会变成 null，需要重新定位到链表的头部或尾部。
4.再实现Insert 的方法
/// <summary>
/// 在当前位置插入数据，
/// 不对数据排序，也不比较数据
/// </summary>
public static void Insert(int value)
{
// 创建一个新的节点
var newNode = new Node(value);
// 如果链表为空，将新节点设置为头节点
if (_head == null)
{
_head = newNode;
_current = newNode;
return;
}
// 找到当前节点
var current = _current;
if (current == null)
{
//current = _head;
_current = _head;
while (_current.Next != null)
{
_current = _current.Next;
}
current = _current;
}
// 在当前位置插入新节点
newNode.Next = current.Next;
newNode.Previous = current;
current.Next = newNode;
_current = newNode;
}需要在当前节点的后面插入新结点时调用 Insert 方法。注意，在插入新节点后，Current 指针会指向新插入的节点。
5.再增加InsertAscending升序插入
/// <summary>
/// 升序插入方法
/// 如果原链表数据未排序，则需先排序然后插入
/// </summary>
public static Node InsertAscending(int value)
{
Node newNode = new(value);
if (_head == null || (int)_head.Data >= value)
{
newNode!.Next = _head;
return newNode;
}
else
{
Node? previous = _head;
Node? current = _head.Next;
while (current != null && (int)current.Data < value)
{
previous = current;
current = current.Next;
}
newNode!.Next = current;
previous.Next = newNode;
}
return _head;
}6.再增加 InsertUnAscending 的方法
添加一个名为 InsertUnAscending 的方法，该方法实现非升序插入功能。这意味着新结点将根据给定的值在链表中找到合适的位置并插入。
/// <summary>
/// 非升序插入节点数据的方法
/// 非升序插入意味着元素不是按升序插入链表中
/// 相反，元素可以以任何顺序插入链表中
/// 具体实现是由程序的需求决定的
/// </summary>
public static void InsertUnAscending(int data)
{
var newNode = new Node(data);
if (_head == null)
{
_head = newNode;
}
else
{
Node? temp = _head;
while (temp!.Next != null && (int)temp.Next.Data < data)
{
temp = temp.Next;
}
newNode.Next = temp.Next;
temp.Next = newNode;
}
}该方法首先检查链表是否为空。如果为空，则将新结点设置为头部、尾部和当前结点。如果新结点的值小于头部结点的值，则将新结点设置为头部，并将其指向原来的头部结点。如果新结点的值大于尾部结点的值，则将新结点设置为尾部，并将其指向原来的尾部结点。否则，我们将遍历链表，找到新结点应该插入的位置，然后将新结点插入到合适的位置。
7.再增加一个Clear方法，清空链表
// 清空链表
public static void Clear()
{
_head = null;
_tail = null;
_current = null;
}将链表的头部、尾部和当前结点都设置为 null，从而清空整个链表。
8.再增加GetCurrentValue()方法取得当前的值
// 获取当前结点的值
public static int GetCurrentValue()
{
if (_head != null)
{
return (int)_current!.Data;
}
else
{
throw new InvalidOperationException("The linked list is empty.");
}
}在这个修改后的实现中，如果head为null，我们抛出一个InvalidOperationException异常，指示链表为空。
另外，您还可以根据您的需求选择返回一个默认值或进行其他处理：
public static int GetCurrentValue()
{
if (_head != null)
{
return (int)_head.Data;
}
else
{
return default; // 或者 return 0;
}
}9.再增加对链表数据冒泡排序SortList方法
/// <summary>
/// 对链表数据冒泡排序
/// </summary>
public static Node? SortList(Node? head)
{
if (head == null || head.Next == null)
{
return head;
}
bool swapped;
do
{
swapped = false;
Node? current = head;
while (current != null && current.Next != null)
{
if ((int)current.Next.Data < (int)current.Data)
{
(current.Next.Data, current.Data) = (current.Data, current.Next.Data);
swapped = true;
}
current = current.Next;
}
} while (swapped);
return head;
}三、设计一个Main方法演示上述方法的应用
// 单向链表Main方法
namespace _131_1
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
ArgumentNullException.ThrowIfNull(args);
// 插入结点
LinkedList.Append(5);
LinkedList.Append(2);
LinkedList.Append(8);
LinkedList.Append(1);
LinkedList.Append(3);
// 获取当前结点的值
Console.Write("当前结点的值：");
Console.WriteLine(LinkedList.GetCurrentValue());
// 移动到第一个结点
LinkedList.MoveFirst();
Console.Write("第一结点的值：");
Console.WriteLine(LinkedList.GetCurrentValue());
// 移动到下一个结点
LinkedList.MoveNext();
Console.Write("下一结点的值：");
Console.WriteLine(LinkedList.GetCurrentValue());
// 移动到上一个结点
LinkedList.MovePrevious();
Console.Write("上一结点的值：");
Console.WriteLine(LinkedList.GetCurrentValue());
LinkedList.Print();
Console.WriteLine("*初始数据*");
// 删除尾首2个结点
LinkedList.Delete();
LinkedList.MoveFirst();
LinkedList.Delete();
LinkedList.Print();
Console.WriteLine("*删除节点*");
// 插入升序结点
LinkedList.SortList(LinkedList._head);//先排序
LinkedList.InsertAscending(6);
LinkedList.InsertAscending(4);
LinkedList.InsertAscending(9);
LinkedList.Print();
Console.WriteLine("*升序插入*");
// 插入非升序结点
LinkedList.InsertUnAscending(7);
LinkedList.InsertUnAscending(3);
LinkedList.InsertUnAscending(10);
LinkedList.Print();
Console.WriteLine("*非升序插入*");
// 清空链表
LinkedList.Clear();
LinkedList.Print();
Console.WriteLine();
Console.WriteLine("**清空就没有了**");
// 插入数据
LinkedList.Insert(0);
LinkedList.Insert(1);
LinkedList.Insert(2);
LinkedList.Insert(3);
LinkedList.Print();
Console.WriteLine("*新数据*");
LinkedList.MoveFirst();
LinkedList.MoveNext();
Console.WriteLine(LinkedList.GetCurrentValue());
Console.WriteLine("*********");
LinkedList.Insert(5);
LinkedList.Print();
Console.WriteLine("*插入5*");
LinkedList.MovePrevious();
LinkedList.Insert(6);
LinkedList.Print();
Console.WriteLine("**插入6**");
}
}
}
//运行结果：
/*
当前结点的值：3
第一结点的值：5
下一结点的值：2
上一结点的值：5
5
2
8
1
3
*初始数据*
8
1
3
*删除节点*
1
3
4
6
8
9
*升序插入*
1
3
3
4
6
7
8
9
10
*非升序插入*
**清空就没有了**
0
1
2
3
*新数据*
1
*********
0
1
5
2
3
*插入5*
0
1
6
5
2
3
**插入6**
*/
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