[数据结构]第二章--线性表(读书笔记3)

最新推荐文章于 2022-02-24 21:22:09 发布
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分类专栏： 数据结构
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本文介绍线性表的两种链式表示方法：静态链表和双向链表。静态链表利用一维数组和游标实现链式结构，便于进行插入和删除操作。双向链表则采用指针连接前后节点，支持高效地向前和向后遍历。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

2.3 线性表的链式表示和实现

□静态链表
有时，也可借用一维数组来描述线性表，同时用游标(指示器cur)代替指针指示结点在数组中的相对位置。数组的第0分量可看成头结点，其指针域指示链表的第一个结点。
这种存储结构仍需要分配一个较大的空间，但在作线性表的插入和删除操作的时候不需移动元素，仅需修改指针，故仍有链式结构的主要优点。为了和指针型描述的线性链表相区别，我们给这种用数组描述的链表起名叫静态链表。

#define MAXSIZE 1000 /*链表的最大长度*/
typedef struct {
	ElemType data;
	int cur;
}component,SLinkList[MAXSIZE];
/*将整个数组空间初始化成一个链表*/
void InitSpace_SL(SLinkList space)/* 算法2.14 */
{	/*将一维数组space中各分量链成一个备用链表，space[0].cur为头指针，0表示空指针*/
	int i;
	for (i = 0; i < MAXSIZE - 1; ++i){
		space[i].cur = i + 1;
	}
	/*最后一个元素为空指针*/
	space[MAXSIZE].cur = 0;
}
/*从备用空间取得一个结点,space[0].cur为备用链表的头指针*/
int Malloc_SL(SLinkList space) /* 算法2.15 */
{	/* 若备用链表非空,则返回分配的结点下标(备用链表的第一个结点),否则返回0 */
	int i = space[0].cur;/*从备用空间取得一个结点*/
	if (space[0].cur){/* 备用链表非空 */
		space[0].cur = space[i].cur;/* 备用链表的头结点指向原备用链表的第二个结点 */
	}
	return i;/* 返回新开辟结点的坐标 */
}
/*将空闲结点链结到备用链表上*/
void Free_SL(SLinkList space,int k) /* 算法2.16 */
{ /* 将下标为k的空闲结点回收到备用链表(成为备用链表的第一个结点) */
	space[k].cur = space[0].cur;/* 回收结点的＂游标＂指向备用链表的第一个结点 */
	space[0].cur = k;/* 备用链表的头结点指向新回收的结点 */
}
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
	SLinkList list;
	int pos = 0;

	InitSpace_SL(list);
	pos = Malloc_SL(list);
	Free_SL(list,pos);
	return 0;
}

线性表的双向链表：

/*线性表的双向链表存储结构*/
typedef struct DulNode{
	ElemType data;
	struct DulNode *prior;
	struct DulNode *next;
}DulNode,*DuLinkList;

Status InitList(DuLinkList *L)
{ /* 产生空的双向循环链表L */
	*L = (DuLinkList)malloc(sizeof(struct DulNode));
	if (*L){
		(*L)->next = (*L)->prior = *L;
		return OK;
	}
	else{
		return OVERFLOW;
	}
}
Status DestroyList(DuLinkList *L)
{ /* 操作结果：销毁双向循环链表L */
	DuLinkList p = (*L)->next; /* p指向第一个结点 */
	DuLinkList q = NULL;
	while(p != *L){ /* p没到表头 */
		q = p->next;
		free(p);
		p = q;
	}
	free(*L);
	*L = NULL;
	return OK;
}
Status ClearList(DuLinkList L) /* 不改变L */
{ /* 初始条件：L已存在。操作结果：将L重置为空表 */
	DuLinkList p = L->next; /* p指向第一个结点 */
	DuLinkList q = NULL;
	while(p != L){ /* p没到表头 */
		q = p->next;
		free(p);
		p = q;
	}
	L->next = L->prior = L; /* 头结点的两个指针域均指向自身 */
	return OK;
}
Status ListEmpty(DuLinkList L)
{ /* 初始条件：线性表L已存在。操作结果：若L为空表，则返回TRUE，否则返回FALSE */
	if (L->next == L && L->prior == L){
		return TRUE;
	}
	else{
		return FALSE;
	}
}
int ListLength(DuLinkList L)
{ /* 初始条件：L已存在。操作结果：返回L中数据元素个数 */
	DuLinkList p = L->next; /* p指向第一个结点 */
	int count = 0;
	while(p != L){ /* p没到表头 */
		p = p->next;
		count++;
	}
	return count;
}
Status GetElem(DuLinkList L,int i,ElemType *e)
{ /* 当第i个元素存在时,其值赋给e并返回OK,否则返回ERROR */
	DuLinkList p = L->next; /* p指向第一个结点 */
	int count = 1;
	if (i < 1){
		return ERROR;
	}
	while(p != L && count < i) /* 顺指针向后查找,直到p指向第i个元素或p指向头结点 */
	{
		p = p->next;
		count++;
	}
	if( p == L || count > i ){ /* 第i个元素不存在 */
		return ERROR;
	}
	*e = p->data; /* 取第i个元素 */
	return OK;
}
int LocateElem(DuLinkList L,ElemType e,Status(*compare)(ElemType,ElemType))
{ /* 初始条件：L已存在，compare()是数据元素判定函数 */
   /* 操作结果：返回L中第1个与e满足关系compare()的数据元素的位序。 */
   /*           若这样的数据元素不存在，则返回值为0 */
	DuLinkList p = L->next; /* p指向第一个结点 */
	int pos = 1;
	while (L != p){
		if (compare(e, p->data)){/* 找到这样的数据元素 */
			return pos;
		}
		pos++;
		p = p->next;
	}
	return 0;
}
Status PriorElem(DuLinkList L,ElemType cur_e,ElemType *pre_e)
{	/* 操作结果：若cur_e是L的数据元素，且不是第一个，则用pre_e返回它的前驱， */
	/*           否则操作失败，pre_e无定义 */
	DuLinkList p = L->next->next; /* p指向第2个元素 */
	while (L != p){
		if (cur_e == p->data){/* 找到这样的数据元素 */
			*pre_e = p->prior->data;
			return TRUE;
		}
		p = p->next;
	}
	return FALSE;
}
Status NextElem(DuLinkList L,ElemType cur_e,ElemType *next_e)
{	/* 操作结果：若cur_e是L的数据元素，且不是最后一个，则用next_e返回它的后继， */
	/*           否则操作失败，next_e无定义 */
	DuLinkList p = L->next; /* p指向第1个元素 */
	while (L != p){
		if (cur_e == p->data && p->next != L){/* 找到这样的数据元素 */
			*next_e = p->next->data;
			return TRUE;
		}
		p = p->next;
	}
	return FALSE;
}
DuLinkList GetElemP(DuLinkList L,int i) /* 另加 */
{	/* 在双向链表L中返回第i个元素的位置指针(算法2.18、2.19要调用的函数) */
	int j;
	DuLinkList p = L;
	for(j = 1; j <= i; j++){
		p = p->next;
	}
	return p;
}
Status ListInsert(DuLinkList L, int i, ElemType e) /* 改进算法2.18 */
{ /* 在带头结点的双链循环线性表L中第i个位置之前插入元素e，i的合法值为1≤i≤表长+1 */
	if(i < 1 || i > ListLength(L) + 1 ){ /* i值不合法 */
		return ERROR;
	}
	/* 在L中确定第i-1个元素的位置指针p */
	DuLinkList p = GetElemP(L, i - 1);
	if( !p ){ /* p=NULL,即第i-1个元素不存在 */
		return ERROR;
	}
	DuLinkList newNode = (DuLinkList)malloc(sizeof(struct DulNode));
	newNode->data = e;/* 在第i-1个元素之后插入 */
	newNode->next = p->next;
	newNode->prior = p;
	p->next->prior = newNode;
	p->next = newNode;
	return OK;
}
Status ListDelete(DuLinkList L,int i,ElemType *e) /* 算法2.19 */
{ /* 删除带头结点的双链循环线性表L的第i个元素,i的合法值为1≤i≤表长+1 */
	if(i < 1 || i > ListLength(L)){ /* i值不合法 */
		return ERROR;
	}
	/* 在L中确定第i-1个元素的位置指针p */
	DuLinkList p = GetElemP(L, i);
	if( !p ){ /* p=NULL,即第i-1个元素不存在 */
		return ERROR;
	}
	*e = p->data;
	p->prior->next = p->next;
	p->next->prior = p->prior;
	free(p);
	return OK;
}
void ListTraverse(DuLinkList L,void(*visit)(ElemType))
{ /* 由双链循环线性表L的头结点出发,正序对每个数据元素调用函数visit() */
	DuLinkList p = L->next; /* p指向头结点 */
	while (p != L){
		visit(p->data);
		p = p->next;
	}
	printf("\n");
}
void ListTraverseBack(DuLinkList L,void(*visit)(ElemType))
{ /* 由双链循环线性表L的头结点出发,逆序对每个数据元素调用函数visit()。另加 */
	DuLinkList p = L->prior; /* p指向尾结点 */
	while (p != L){
		visit(p->data);
		p = p->prior;
	}
	printf("\n");
}
Status compare(ElemType c1,ElemType c2) /* 数据元素判定函数(判定相等) */
{
	if(c1 == c2){
		return TRUE;
	}
	else{
		return FALSE;
	}
}
void vd(ElemType c) /* ListTraverse()调用的函数(类型一致) */
{
	printf("%d ",c);
}
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
   DuLinkList L;
   int i,n;
   Status j;
   ElemType e;
   InitList(&L);
   for(i=1;i<=5;i++)
     ListInsert(L,i,i); /* 在第i个结点之前插入i */
   printf("正序输出链表：");
   ListTraverse(L,vd); /* 正序输出 */
   printf("逆序输出链表：");
   ListTraverseBack(L,vd); /* 逆序输出 */
   n=2;
   ListDelete(L,n,&e); /* 删除并释放第n个结点 */
   printf("删除第%d个结点，值为%d，其余结点为：",n,e);
   ListTraverse(L,vd); /* 正序输出 */
   printf("链表的元素个数为%d\n",ListLength(L));
   printf("链表是否空：%d(1:是 0:否)\n",ListEmpty(L));
   ClearList(L); /* 清空链表 */
   printf("清空后，链表是否空：%d(1:是 0:否)\n",ListEmpty(L));
   for(i=1;i<=5;i++)
     ListInsert(L,i,i); /* 重新插入5个结点 */
   ListTraverse(L,vd); /* 正序输出 */
   n=3;
   j=GetElem(L,n,&e); /* 将链表的第n个元素赋值给e */
   if(j)
     printf("链表的第%d个元素值为%d\n",n,e);
   else
     printf("不存在第%d个元素\n",n);
   n=4;
   i=LocateElem(L,n,compare);
   if(i)
     printf("等于%d的元素是第%d个\n",n,i);
   else
     printf("没有等于%d的元素\n",n);
   j=PriorElem(L,n,&e);
   if(j)
     printf("%d的前驱是%d\n",n,e);
   else
     printf("不存在%d的前驱\n",n);
   j=NextElem(L,n,&e);
   if(j)
     printf("%d的后继是%d\n",n,e);
   else
     printf("不存在%d的后继\n",n);
   DestroyList(&L);
	return 0;
}

 

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