c++单向链表类（c++单向链表实现）

链表是一种 线性结构 ，而且存储上属于 链式存储（即内存的物理空间是不连续的），是线性表的一种。链表结构如下图所示：

下面以一个我实现的一个简单的链表类来进一步理解链表。

首先设计一个 结点类 ，这个结点类包含数据和 指向下一个结点的指针 。结点类的构造函数可以直接对结点赋值，然后利用结点类对象来创建一个链表。链表类的设计如下：

这里为了避免重复设计就可以兼容更多数据类型，引入了泛型，即模板的概念。（模板的关键字是 class 或 typename）

这里的 m_size 表示 链表长度 。为了保护数据，这个变量以及 结点数据 都设置为 private 。
与动态数组不同，动态数组的“动态”含义是可以自动扩容（缩容），但实质还是静态的，而链表则实现了真正意义上的动态。因为只有需要一个结点，才会添加一个结点，不需要就会删除。在这里，为了下面程序代码编写方便、统一，引入了 虚拟头结点（也称 哨兵结点 ）的概念。这个结点本身不存放数据，用户也不知道它的存在。
实现了前面的程序之后，接下来就是一个链表的增、删、改、查以及一些其他基本操作，接下来利用代码去实现。

首先，在类体内进行增加操作函数的原型说明。这里包括三个函数：
add（添加到任意位置）
addFirst（添加到头部）
addLast（添加到尾部）
然后分别去实现它们。

由于这些函数在类体外，所以每个函数头部必须添加一行代码：

表示该函数使用模板，下面同理。

如果不使用虚拟头结点，代码编写就要区分第一个结点和其他结点，从这里可以看出引入虚拟头结点的好处，统一了代码编写形式，下面的同理。

同理，在类体内进行删除函数的原型说明。这里包括四个函数：
remove（删除任意位置元素）：返回删除元素的值。
removeFirst（删除头部元素）：返回删除元素的值。
removeLast（删除尾部元素）：返回删除元素的值。
removeElement（删除特定元素）：这里删除的是第一个这样的元素，如果想把这样的元素都删掉，可以写一个新的函数来实现。
然后分别去实现它们。

这里删除操作的“删除位置非法”后面返回的 NULL 也可以用 throw 抛异常来实现，这里只是为了方便。

修改操作只有一个函数
set（修改指定位置的值）
同理，在类体内进行修改函数的原型说明，然后在类体外实现。

查找函数有四个：
get（返回特定位置元素）
getFirst（返回第一个元素）
getLast（返回最后一个元素）
contains（返回是否包含特定元素）
这里并没有实现 find 函数，因为即使获得了元素位置索引，也不能像数组一样方便的再次通过位置索引获得数据，依然需要遍历链表来获得数据。
分别对它们进行实现。

同理，这里 get 函数的“访问位置非法”后面返回的 NULL 也可以用 throw 抛异常来实现，这里只是为了方便。

链表还有一些其他的操作，这些函数我在类体内进行了实现。
包括 链表长度 的查询，还有 链表的打印 等操作。

这里的时间复杂度与数组相反，原因在于，引起数组时间复杂度增加的是元素的移动，而引起链表时间复杂度增加的是元素的遍历。

同理，删除操作的时间复杂度与数组也相反。

3.4 查找操作

总体情况：

因为链表需要遍历，所以操作的复杂度都是 O(n) 级别的，但是，如果只针对头结点操作，那么操作时间复杂度就会变成 O(1) 级别。

程序完整代码（这里使用了头文件的形式来实现类）如下：

c++单向链表类（c++单向链表实现）

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