基本数据结构实现

数据结构和算法的一点实现 一、Stack 篇 1.实现最基本的push pop 操作。 2.用链表实现，数据结构为 count(统计个数)+head(堆栈头)+element(中间数据)+bottom(底部) 3.每次入栈插入到head头部，堆栈可以动态增加 4.这样做的好处是，堆栈入栈时间O(1)，出栈时间O(1)，求堆栈长度时间也是O(1) 代码如下: /* * Stack.h * * Created on: May 30, 2011 * Author: 小E QQ592646022 */ #ifndef STACK_H_ #define STACK_H_ #include <iostream> using namespace std; typedef int type; typedef struct Node { type data; struct Node * next; }Stack,*pStack; //堆栈的基本结构 void StackInit(pStack &S) //堆栈初始化 { S=new Stack; S->data=0; S->next=NULL; } type StackGetLenth(pStack S) //堆栈取长度 { return S->data; } bool StackEmpty(pStack S) { if(S->next==NULL) return true; return false; } void StackPush(pStack S,type e) //入栈 { pStack t; t=new Stack; t->data=e; if(StackEmpty(S)) { t->next=NULL; S->next=t; } else { t->next=S->next; S->next=t; } S->data++; } type StackPop(pStack S) //出栈 { type p;pStack t; if(StackEmpty(S)) { cout<<"堆栈为空"<<endl; return -1; } t=S->next; p=t->data; S->next=t->next; delete[] t; S->data--; return p; } type StackGetTop(pStack S) //取栈顶元素 不弹出 { if(StackEmpty(S)) { cout<<"堆栈为空"<<endl; return -1; } return S->next->data; } #endif /* STACK_H_ */ 测试代码： 功能:实现括号匹配。 输入案例: 正确 (()()()) ,错误 )()(() #include <iostream.h> #include "Stack.h" bool match(char* str) { pStack s; StackInit(s); while(*str!='/0') { if(*str=='(') StackPush(s,'('); else if(*str==')') { if(StackGetLenth(s)==0) return false; StackPop(s); } str++; } if(StackGetLenth(s)==0) return true; return false; } void brackets_match_stack_test(){ //括号匹配测试，测试堆栈正确性 char* str; str=new char[100]; cin>>str; if(match(str)) cout<<"匹配"<<endl; else cout<<"不匹配"<<endl; } int main() { brackets_match_stack_test(); return 0; } 截图： 二、Queue 篇 1.实现基本的入队、出队操作以及取队头元素等等 2.可以动态增加元素 3.没什么好说的，看代码 代码如下： /* * Queue.h * * Created on: May 30, 2011 * Author: 小E qq592646022 */ #ifndef QUEUE_H_ #define QUEUE_H_ #include <iostream> using namespace std; #define SIZE 100 #define INCRESIZE 10 typedef int type; typedef struct { int size,len; int fron,rear; type* data; }* pQueue,Queue; void QueueInit(pQueue Q) //队列初始化 { Q->data=new type[SIZE]; Q->fron=-1; Q->rear=-1; Q->size=SIZE; Q->len=0; } bool QueueEmpty(pQueue Q) //判断是否为空 { if((Q->fron==-1)||(Q->fron==Q->rear+1&&Q->len==0)) return true; return false; } int QueueGetLenth(pQueue Q) { return Q->len; } void QueueIncre(pQueue Q) //增加长度 { int len; type* t; t=new type[Q->size+INCRESIZE]; for(len=0;len<QueueGetLenth(Q);len++) { t[len]=Q->data[Q->fron%(Q->size)]; Q->fron++; } delete Q->data; Q->data=t; Q->fron=0; Q->rear=len-1; Q->size+=INCRESIZE; } bool QueueIn(pQueue Q,type e) //入队列 { if(Q->len>=Q->size) QueueIncre(Q); if(QueueEmpty(Q)) { Q->fron=0; Q->rear=0; Q->data[Q->fron]=e; Q->len++; } else { Q->rear++; Q->data[Q->rear%(Q->size)]=e; Q->len++; } return true; } type QueueOut(pQueue Q) //入队列 { type tmp; if(QueueEmpty(Q)) { tmp=-1; cout<<"队列为空操作失败"<<endl; return tmp; } else { tmp=Q->data[Q->fron]; Q->fron++; Q->len--; } return tmp; } void QueueTrav(pQueue Q) //遍历队列显示结果 { int i=1,p; p=Q->fron; while(i<=Q->len) { cout<<Q->data[p%(Q->size)]<<" "; p++; i++; } } type QueueGetHead(pQueue Q) //取队头元素 { type a=-1; if(QueueEmpty(Q)) return a; return Q->data[Q->fron]; } #endif /* QUEUE_H_ */ 测试代码： 功能：实现杨辉三角输出 void pascal_triangle_queue_test(){ //杨辉三角测试，测试队列正确性 Queue a; QueueInit(&a); int i; for(i=0;i<300;i++) QueueIn(&a,rand()%300); QueueTrav(&a); cout<<endl; cout<<"out="<<QueueOut(&a)<<endl; cout<<"out="<<QueueOut(&a)<<endl; QueueTrav(&a);cout<<endl; QueueIn(&a,34); QueueIn(&a,21); QueueIn(&a,2); QueueTrav(&a);cout<<endl; QueueIn(&a,2); cout<<"out="<<QueueOut(&a)<<endl; QueueIn(&a,12); QueueTrav(&a);cout<<endl; } int main() { //brackets_match_stack_test(); pascal_triangle_queue_test(); return 0; } 截图： 由于太长看不到结果，所以请自己实验。 三、List 篇 1.目标实现基本的插入，删除，获取等等 代码： /* * List.h * * Created on: May 30, 2011 * Author: 小E qq592646022 */ #ifndef LIST_H_ #define LIST_H_ #include <iostream> using namespace std; typedef int type; typedef struct Node1 { type data; struct Node1* next; } List, *pList; void ListInit(pList L) { //List 初始化 L->data = 0; L->next = NULL; } bool ListEmpty(pList L) { //List判断是否为空 if (L->data == 0) return true; return false; } type ListGetLength(pList L) { return L->data; } bool ListInsert(pList L, int pos, type e) { //List 插入元素 pList p = L; int i = 1; pList t = new List; t->data = e; if (pos < 1 || pos > ListGetLength(L) + 1) { cout << "位置不合理" << endl; return false; } if (ListEmpty(L)) { t->next = NULL; L->next = t; } while (i < pos) { p = p->next; i++; } t->next = p->next; p->next = t; L->data++; return true; } type ListDelet(pList L, int pos) { //删除元素 pList p = L, t; type e; int i = 1; if (pos < 1 || pos > ListGetLength(L)) { cout << "位置不合理" << endl; return -1; } if (ListEmpty(L)) { cout << "链表为空,删除失败" << endl; return -1; } while (i < pos) { p = p->next; i++; } t = p->next; e = t->data; p->next = p->next->next; delete t; L->data--; return e; } type ListGetElem(pList L, int pos) { //获取元素 int i = 1; pList p = L; if (pos < 1 || pos > ListGetLength(L) + 1) { cout << "位置不合理" << endl; return -1; } if (ListEmpty(L)) { cout << "链表为空,取元素失败" << endl; return -1; } while (i <= pos) { p = p->next; i++; } return p->data; } int ListLocate(pList L, type e) { //获取位置 int i = 1; pList p = L->next; if (ListEmpty(L)) { cout << "链表为空,操作失败" << endl; return -1; } while (p->data != e && i <= ListGetLength(L)) { p = p->next; i++; } if (p->data == e) return i; return -1; } void ListTrav(pList L) { //遍历 pList p; int i = ListGetLength(L); p = L->next; while (i != 0) { cout << p->data << " "; p = p->next; i--; } } /*void ListTrav(pList L) { pList p; p=L->next; while(p->next!=NULL) { cout<<p->data<<" "; p=p->next; } } */ #endif /* LIST_H_ */ 测试代码： void list_test(){ //测试 链表 List l; ListInit(&l); for(int i=1;i<20;i++) { ListInsert(&l,1,i); } ListTrav(&l); cout<<endl; ListInsert(&l,5,1111); ListTrav(&l); cout<<endl; cout<<ListGetElem(&l,3)<<endl; } int main() { //brackets_match_stack_test(); //pascal_triangle_queue_test(); list_test(); return 0; } 截图： 四、String 篇 1.目标实现基本操作如 /* * String.h * * Created on: May 30, 2011 * Author: 小E qq592646022 */ #ifndef STRING_H_ #define STRING_H_ #include <iostream> using namespace std; #define MAX 20 #define INCRESIZE 10 typedef struct string { char *s; int length; }String,* pString; void StringInit(String &S) //初始化 { S.length=0; char *s=new char[MAX]; S.s=s; } bool StringEmpty(pString S) //判断是否为空 { if(S->length==0) return true; return false; } int StringGetLength(pString S) //取长度 { return S->length; } void StringIncre(pString S) //增加 { char* t=new char[S->length+INCRESIZE]; int i=0; while(i<StringGetLength(S)) { t[i]=S->s[i]; i++; } delete[] S->s; S->s=t; } void StringInsert(pString S,int pos,char* str) //插入 { if(pos>=1&&pos<=StringGetLength(S)+1) { if(StringEmpty(S)) { S->s[0]=*str; S->length++; } else if(StringGetLength(S)>S->length+INCRESIZE-1) { StringIncre(S); } else { pos--; for(int i=StringGetLength(S);i>pos;i--) S->s[i]=S->s[i-1]; S->s[pos]=*str; S->length++; } } else cout<<"位置不合理0"<<endl; } void StringTrav(pString S) //遍历 { int i=0; while(i<StringGetLength(S)) { cout<<S->s[i]; i++; } } void StringInserts(pString S,int start,char* T) //插入多个 { int i=1; while((*T)!='/0') { StringInsert(S,i+start-1,T); T++; i++; } } bool StringDelete(pString S,int pos) //删除 { if(pos>=1&&pos<=StringGetLength(S)+1) { if(StringEmpty(S)) { cout<<"字符串为空,删除失败"<<endl; return false; } pos--; for(int i=pos;i<StringGetLength(S);i++) { S->s[i]=S->s[i+1]; } S->length--; return true; } cout<<"位置不合理1"<<endl; return false; } bool StringDeletes(pString S,int pos,int length) //删除多个 { if(length>(StringGetLength(S)-pos)) { cout<<"要删除的字符长度超过了字符末尾，删除到没有为止"<<endl; length=(StringGetLength(S)-pos+1); } if(length<1) { cout<<"删除失败，传入长度不正确"<<endl; return false; } while(length>0) { if(StringDelete(S,pos)==0) return false; length--; } return true; } int StringIndex(pString S,pString T) //取位置 { int i=0,j=0,count=0; while(i<=(S->length)&&j<=(T->length)) { if(T->s[j]==S->s[i]) { i++;j++; count++; if(count>=T->length) return i-count+1; } else { i-=count;;j=0;count=0; i++; } } return 0; } #endif /* STRING_H_ */ 测试代码： void string_test(){ //测试string String s; StringInit(s); char a[]="abeacabeaabcd"; StringInserts(&s,1,a); StringTrav(&s);cout<<endl; String t; StringInit(t); char b[]="eac"; StringInserts(&t,1,b); StringTrav(&t);cout<<endl; //StringDeletes(&s,7,3); cout<<"index="<<StringIndex(&s,&t)<<endl; } int main() { //brackets_match_stack_test(); //pascal_triangle_queue_test(); //list_test(); string_test(); return 0; } 截图： 好了，就这样，实现了基本操作。至于效率有的还有待改进。 数据结构实现doc