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数据结构学习(C++)——如何在一个链表中链入不同类型的对象

王朝vc·作者佚名  2006-01-08
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似乎你也注意到了,不管怎么定义,好像一个链表中的对象都是同一类型的。而实际上,这也是必须的,否则,返回节点中的数据这样的函数的返回值的类型是什么呢?但是,人的要求是无止境的……(省略本人感慨若干百字)。把不同的对象链在一个链表中的目的是为了方便使用,现在一定记住这个原则,后面的讨论都是基于这个原则的,否则,我们就是技术狂人了——偏偏实现一些看起来不可能的事情。

达到这个目标的原理其实很简单,只要把不同类型的对象变成同样的类型就可以了。看下面的结构定义:

struct Mobject

{

void *p;

int ObjectType;

};

将一个对象链入链表时,将指向这个对象的指针赋给p,同时记录对象类型。当取得这个节点的时候,根据ObjectType的值来确定p指的对象类型,从而还原指针类型,也就得到了原来的对象。

后面讲到的广义表实际上采用的就是这种方法。显而易见的,这样的Mobject支持的对象是预先确定的,你将自己维护ObjectType列表,每添加一种类型的支持,你需要在ObjectType列表中给出它的替代值,然后在相应的switch(ObjectType)给出这种类型的case语句。很烦人是吧,下面给出另一种方法,其实还是这个原理,不同的是,把这个烦人的工作交给编译器了。

还记得前边强调的原则吗,为什么我们将不同类型的对象放在一个链表中呢?很显然,我们想达到这样的一个效果:比如说,我们在一个链表中储存了三角形,直线,圆等图形的参数,我们希望对某个节点使用Draw()方法,就重绘这个图形;使用Get()则得到这个图形的各个参数;使用Put()则修改图形的参数。可以看出,这些不同的对象实际上有同样的行为,只是实现的方法不同。

C++的多态性正好可以实现我们的构想。关于这方面,请参阅相关的C++书籍(我看的是《C++编程思想》)。请看如下的例子:

#ifndef Shape_H

#define Shape_H

class Shape

{

public:

virtual void Input() = 0;

virtual void Print() = 0;

Shape(){};

virtual ~Shape(){};

};

#endif

【说明】定义一个抽象基类,有两个行为,Input()为输入图形参数,Print()为打印图形参数。图省事,只是简单的说明问题而已。

#ifndef Point_H

#define Point_H

class Point

{

public:

void Put()

{

cout << "x坐标为:";

cin >> x;

cout << "y坐标为:";

cin >> y;

}

void Get()

{

cout << endl << "x坐标为:" << x;

cout << endl << "y坐标为:" << y;

}

virtual ~Point(){};

private:

int x;

int y;

};

#endif

【说明】点的类定义与实现。

#ifndef Circle_H

#define Circle_H

#include "Shape.h"

#include "Point.h"

class Circle : public Shape

{

public:

void Input()

{

cout << endl << "输入圆的参数";

cout << endl << "输入圆心点的坐标:" << endl;

center.Put();

cout << endl << "输入半径:";

cin >> radius;

}

void Print()

{

cout << endl << "圆的参数为";

cout << endl << "圆心点的坐标:" << endl;

center.Get();

cout << endl << "半径:" << radius;

}

virtual ~Circle(){};

private:

int radius;

Point center;

};

#endif

【说明】圆的类定义与实现。继承Shape类的行为。

#ifndef Line_H

#define Line_H

#include "Shape.h"

#include "Point.h"

class Line : public Shape

{

public:

void Input()

{

cout << endl << "输入直线的参数";

cout << endl << "输入端点1的坐标:" << endl;

point1.Put();

cout << endl << "输入端点2的坐标:" << endl;

point2.Put();

}

void Print()

{

cout << endl << "直线的参数为";

cout << endl << "端点1的坐标:";

point1.Get();

cout << endl << "端点2的坐标:";

point2.Get();

}

virtual ~Line(){};

private:

Point point1;

Point point2;

};

#endif

【说明】直线类的定义与实现。继承Shape的行为。

#ifndef ListTest_H

#define ListTest_H

#include <iostream.h>

#include "List.h"

#include "Circle.h"

#include "Line.h"

void ListTest_MObject()

{

List<Shape*> a;

Shape *p1 = new Circle;

Shape *p2 = new Line;

p1->Input();

p2->Input();

a.Insert(p1);

a.Insert(p2);

Shape *p = *a.Next();

p->Print();

delete p;

a.Put(NULL);

p = *a.Next();

p->Print();

delete p;

a.Put(NULL);

}

#endif

【说明】这是测试函数,使用方法是在含有main()的cpp文件头部加入#include “ListTest.h”,然后调用ListTest_Mobject()。这是一个简单的例子,可以看出,删除这样的链表节点需要两个步骤,先delete链表节点data域里指针所指的对象,然后才能删除链表节点。同样,析构这样链表的时候,也需要注意这个问题。不然的话,你的程序运行一次内存就少一点(可能不是这样,据说操作系统在程序中止时可以回收动态内存,但后面的结论是对的),如果是个频繁调用的函数,当运行一段时间后,你的系统就瘫痪了。所以,使用这样的链表最好是派生一个新的链表类,实现相应的操作。例如这样:

class ShapeList : public List<Shape*>

{

public:

BOOL SL_Remove()

{

Shape *p = *Get();

delete p;

return Remove();

}

};

【闲话】不知你是不是对这样的语句Shape *p = *a.Next(); p->Print();不甚理解,还觉得有点罗嗦。那你试试这样的语句*a.Next()->Print();能不能编译通过。

 
 
 
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