C#单向链表实现：用泛型类在当前位置插入新数据的方法Insert()

本文主要是介绍C#单向链表实现：用泛型类在当前位置插入新数据的方法Insert()，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

一、涉及到的知识点

1.ListNode<T>类

        ListNode<T>是一个泛型类，用于表示链表中的一个节点。Value和Next属性是ListNode<T>最基本的属性，用于表示节点的值和指向下一个节点的引用。但是，完全可以根据实际需求添加其他属性，例如一个指向前一个节点的引用的Previous的属性，它是一个可空的ListNode<T>类型，表示前一个节点的引用。这个属性可以用于实现双向链表，其中每个节点都有一个指向前一个节点和下一个节点的引用。

        总之，ListNode<T>类的属性数量和类型取决于工程需求。在实际开发中，可以根据实际需求自定义ListNode<T>类。

        ListNode<T>中，Value属性存储节点的值，而Next属性是指向链表中下一个节点的引用。Next属性的类型为ListNode<T>，这意味着它指向相同类型的节点。这种设计使得使用相同类型的节点来构建一个链表，而不需要为每个节点创建一个特定的类型。

public class ListNode<T>(T value)
{public T Value { get; set; } = value;public ListNode<T>? Next { get; set; } = null;public ListNode<T>? Previous { get; set; } = null;
}

2.LinkedList<T>类

        LinkedList<T>类是一个泛型类，用于实现链表数据结构。链表是一种线性数据结构，其中每个元素（节点）包含一个值和指向下一个元素（节点）的引用。LinkedList<T>类在C#中通常用于存储相同类型的元素集合。LinkedList<T>类的主要特点包括：

• 泛型类型参数T：允许存储任何类型的数据，只要它们实现了System.IEquatable<T>接口。
• 节点类：LinkedList<T>使用内部类ListNode<T>表示链表中的节点。ListNode<T>包含一个值（Value属性）和对下一个节点的引用（Next属性）。
• 头部和尾部节点：LinkedList<T>维护两个节点引用：_head表示链表的头部节点，_tail表示链表的尾部节点。当向链表中添加或删除节点时，这些引用会相应地更新。
• 插入和删除节点：LinkedList<T>提供了一些方法来插入和删除节点，如AddFirst、AddLast、Insert、Remove等。这些方法会更新头部和尾部节点的引用，以保持链表的正确性。
• 遍历链表：LinkedList<T>提供了一些方法来遍历链表中的节点，如GetEnumerator。这使得我们可以使用foreach循环来访问链表中的所有节点。

        C#标准库中已经提供了System.Collections.Generic.LinkedList<T>类。在实际开发中，可以直接使用这个类，而无需自己实现。在使用LinkedList<T>时，只需要设计实现自己的工程需要的方法，这些方法是自定义的。

public class LinkedList<T>
{private static ListNode<T>? _head;private static ListNode<T>? _current;public static ListNode<T>? Current { get => _current; set => _current = value; }public static ListNode<T>? Head { get => _head; set => _head = value; }public LinkedList() => _head = null;/// <summary>/// 泛型类在链表尾部插入新数据/// 追加新数据/// </summary>public void Append(T value){var newNode = new ListNode<T>(value);if (_head == null){_head = newNode;}else{var current = _head;while (current.Next != null){current = current.Next;}current.Next = newNode;_current = newNode;}}/// <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(T value){// 创建一个新的节点var newNode = new ListNode<T>(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;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;}/// <summary>/// 输出链表数据/// </summary>public static void PrintList(){var current = _head;while (current != null){Console.Write(current.Value + " ");current = current.Next;}Console.WriteLine();}/// <summary>/// 当前节点指针移动到链表头/// 当前节点=头节点/// </summary>public static void MoveFirst(){if (_head != null){_current = _head;}}/// <summary>/// 当前节点指针移动到下一个节点/// 当前节点=下一个节点/// </summary>public static void MoveNext(){if (_current != null && _current.Next != null){_current = _current.Next;}}
}

        在LinkedList<T>类中，_head属性是一个ListNode<T>类型的变量，用于存储链表的头部节点。当向链表中插入新节点时，我们会创建一个新的ListNode<T>实例，并将其设置为_head或将其附加到现有链表的末尾。链表的遍历过程也会使用ListNode<T>类，逐个访问链表中的节点。

二、Main方法的实例

class Program{public static void Main(string[] args){ArgumentNullException.ThrowIfNull(args);var list = new LinkedList<int>();list.Append(5);list.Append(2);list.Append(8);list.Append(1);LinkedList<int>.PrintList(); // 输出：1 8 2 5list.Append(11);LinkedList<int>.PrintList(); // 输出：1 8 2 5 11LinkedList<int>.MoveFirst();LinkedList<int>.Insert(12);LinkedList<int>.PrintList();LinkedList<int>.MoveNext();LinkedList<int>.Insert(13);LinkedList<int>.PrintList();}}    
//运行结果：
/*
5 2 8 1
5 2 8 1 11
5 12 2 8 1 11
5 12 2 13 8 1 11*/

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