数据结构一

data structure

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list 线性表

• 零个或多个相同类型的数据元素的有限序列
• 有限
• 相同数据类型

顺序存储

• struct

#define maxsize 20 // 存储空间
#define init Ele //假设list为 int型
typedef strct{
  Ele data[maxsize]; // 可以是其他类型的数组，并规定最大长度
  int length// list当前长度
}MyList

• getEle O(1)

// 返回0和1代表有或者没有，也可以返回list 对应类型数据的指针
int getEle(MyList L, int i, Ele *e)
{
  if(L.length==0 || i<1 || i>L.length)
    retuirn 1;
   *e = L.data[i-1];
   return 0;
}

• insertEle O(n)

int insertEle(MyList *L, int i, Ele e)
{
  int k;
  if(L->length==maxsize) //list已满
    return 1;
  if(i<1 || i>L->length+1) //插入位置不在list范围内
    return 1;
  if(i<=L->length) //若插入数据位置不在list尾部
  {
    for(k=L.length-1;k>=i-1;k--)
    L->data[k+1]=L->data[k]; //将插入位置后面的元素向后移动1位
  }
  L->data[i-1]=e;
  L->length++;
  return 0;
}

• deleteEle O(n)

int deleteEle (MyList *L, int i, Ele *e*)
{
  int k;
  if (L->length == 0) //如果list为空
    return 0;
  if (i<1 || i> L->length) // 删除位置不正确
    return 0;
  if (i< L->length) // 如果删除的不是最后的位置
  {
    for(k=i; k<L->length; k++) // 删除位置后的元素迁移
      L->data[k-1]=L->data[k];
  }
  L->length--;
  return 1;
}

链式存储

• 单链表:只有一个指针域，指向后继节点
• L是链表头结点,(*L)->next 是链表第一个节点;
• 结构定义

typedef struct Node
{
  Ele data;
  struct Node *next;
}Node;
typedef struct Node *LinkList

• getEle O(n)

int GetEle (LinkList L, int i, Ele *e*)
{
    int j;
    LinkList p;
    p = L->next;  // 指向L第一个节点
    j = 1;
    while(p && j<i) p 不为空并且还没到i节点
    {
        p=p->next;
        ++j;
    }
    if (!p || j>i)  // 要查找的第i个元素不存在
      return 1; 
    *e = p->data;
    return 0;
}

• insertEle 先操作被插入节点

在L中第i个位置之前插入新的元素e
int insertEle (LinkList *L, int i, Ele e)
{
    int j;
    LinkList p,s;
    p = *L;
    j = 1;
    while (p && j<i) 寻找第i个节点
    {
      p = p->next;
      ++j;
    }
    if(!p || j>i)   // 第i个元素不存在
      return 1;  
    s = (LinkList)malloc(sizeof(Node))  //生成新节点
    // 赋值操作
    s->data = e;
    s->next = p->next;
    p->next = s;
    return 0;
}

• deleteEle 后操作被插入节点 ，如果知道第i个元素在哪，那么O(1)

删除L的第i个元素，并用e返回其值
int deleteEle (LinkList *L, int i, Ele *e)
{
    omt j;
    LinkList p,q;
    p = *L;
    j = 1;
    while (p->next && j<i) // 找到第i个元素
    {
        p = p-next;
        ++j;
    }
    if (!(p->next) || j> i) // 第i个元素不存咋
        return 1;
    // 赋值操作
    q = p->next;
    p->next = q->next; 
    *e = q->data;  // 保存删除的数据
    free(q);  // 回收被删除节点
    return 0
}

单链表的整表创建和删除

• createEle

随机生成n个元素，创建带头结点的单链表L
// 头插法
void createEle(LinkList *L, int n)
{
    LinkList p;
    int i;
    srand(time(0)); 随机数种子
    *L = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); 创建一个带头结点的单链表
    (*L) ->next = Null; 创建一个带头结点的单链表
    for(i=0; i<n; i++)
    {
        p = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); //创建节点
        p->data = rand()%100+1  // 赋值data域
        // 新节点插入到第一个节点
        p->next = (*L)->next;
        (*L) ->next = p; 
    }
}
// 尾插法
void createEle(LinkList *L, int n)
{
    LinkList p,r;
    int i;
    srand(time(0));
     *L = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
     r=*L;
      for(i=0; i<n; i++)
      {
          p = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
          p->data = rand()%100+1 
          r->next = p; //尾结点指向新的节点
          r = p;  //随着循环，尾结点变成新插入的节点
      }
      r-next = NULL;  //链表结束
]

• clearEle

将线性表清空
int clearEle(LinkList *L)
{
    LinkList p,q;
    p=(*L)-next; //指向链表第一个节点
    while(p)  // 循环一直到表尾
    {
        q = p->next;
        free(p);
        p=q;
    }
    (*L)->next=NULL;  //头结点指针为空
    return 0;
}

静态链表

• 给没有指针或者对象引用的语言，实现链表数据结构
• 用一个类似js数组对象实现,cur表示指针域
• [{data:a,cur:1.{data:b,cur2}]

循环链表

• 快速查找尾结点
• 最后节点的指针由指向null 改为 指向 头节点
• 2个链表合并时

1.记录头节点  p = rearA->next; //这里用rear的方式表示头节点
2.A的尾结点指向B的第一个节点(此时已经不需要B的头节点) rearA->next = rearB->next->next;
3.B的尾结点指向A的头节点 rearB->next = p;
4.free(p)

双向循环链表

• 有两个指针域
• 优势在于反向遍历查找数据结构
• 以空间换时间
• 缺点在于插入和删除需要改变两个指针
• 数据结构

typedef struct douNode
{
    Ele data;
    struct DouNode * proir; //前继指针
    struct DouNode *next;   //后继指针
}DouNode

栈

• 基于线性表结构
• 后进先出的线性表
• 只允许在一端插入和删除操作的线性表
• 栈顶和栈底
• 栈顶可以出栈
• 也分顺序存储和链式存储
• 第0个元素为栈底
• 结构

typedef int Ele;
typedef struct
{
    Ele data[maxsize];
    int top;
}Stack;

• 进栈操作 O(1)

int Push (stack *s, Ele e)
{
    if (s->top == maxsize -1) //栈满
    {
        return 1;
    }
    s->top++;
    s->data[s->top] = e;
    return 0;
}

• 出栈操作 O(1)

删除s栈顶元素，返回值e
int pop (stack *s, Ele *e*)
{
    if(s->top == -1)
    {
        return 1;
    }
    *e = s->data[s->top];
    s-=>top--;
    return 0;
}

两个栈共用一个空间结构

• 要求同类型
• 数组的两边是两个栈底
• 结构

typedef struct
{
    Ele data[maxsize];
    int top1;
    int top2;
} douStack;

• 插入

int push (douStack *s, Ele e, int stackNumber)
{
    if(s->top + 1 == s->top2) //栈已满
      return 1;
    if (stackNumber ==1)
      s->data[++s->top1] = e;
    else if (stackNumber ==2)
        s->data[--s->top2] =e;
    return 0;

• 删除

int pop (douStack *s, Ele *e, int stackNumber)
{
    if(stackNumber ==1)
    {
        if(s->top1 == -1)
            return 1;
        *e = s->data[s->top1--];
    }
    else if (stackNumber ==2)
    {
        if (s->top2 ==maxsize)
            return 1;
        *e = s->data[s->top2++];
    }
    return 0;
}