单链表(数组模拟实现)

单链表(数组模拟实现)

什么是单链表

链表是一种数据结构,由若干个节点组成。

对于单链表来说,每个节点存储一个元素的值和 下一个节点的位置。

数组模拟单链表

之所以用数组模拟链表,而不用结构体,是因为数组的速度比new新节点要快的多。

题目

实现一个单链表,链表初始为空,支持三种操作:

  1. 向链表头插入一个数;
  2. 删除第 k k k 个插入的数后面的一个数;
  3. 在第 k k k 个插入的数后插入一个数。

现在要对该链表进行 M M M 次操作,进行完所有操作后,从头到尾输出整个链表。

注意:题目中第 k k k 个插入的数并不是指当前链表的第 k k k 个数。例如操作过程中一共插入了 n n n 个数,则按照插入的时间顺序,这 n n n 个数依次为:第 1 1 1 个插入的数,第 2 2 2 个插入的数,…第 n n n 个插入的数。

输入格式

第一行包含整数 M M M,表示操作次数。

接下来 M M M 行,每行包含一个操作命令,操作命令可能为以下几种:

  1. H x,表示向链表头插入一个数 x x x
  2. D k,表示删除第 k k k 个插入的数后面的数(当 k k k 0 0 0 时,表示删除头结点)。
  3. I k x,表示在第 k k k 个插入的数后面插入一个数 x x x(此操作中 k k k 均大于 0 0 0)。

输出格式

共一行,将整个链表从头到尾输出。

数据范围

1 ≤ M ≤ 100000 1 \le M \le 100000 1M100000
所有操作保证合法。

输入样例:

10
H 9
I 1 1
D 1
D 0
H 6
I 3 6
I 4 5
I 4 5
I 3 4
D 6

输出样例:

6 4 6 5

模拟单链表需要两个数组,一个数组用来存储元素的值,另一个数组存储 下一个节点的
位置(下标),还需要两个变量,一个用于存储头节点的位置,另一个为下次开辟节点新位置的位置。

在这里插入图片描述
数组 e 用于存储 元素的值,数组 ne 存储下一个节点的位置。

这两个数组当中相同的下标为一个元素的整体。

head用于存储头节点,idx表示下一次开辟新节点时的新位置。

在模拟链表时,我们需要提供一些函数来操作链表。


链表的初始化:
在这里插入图片描述
规定该链表的最后一个节点指向的位置是-1,刚开始没有节点,所以直接head等于-1;


链表的头插函数:
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
假设我们的链表此时长上面黑色的样子,红色为我们即将要插入的新节点。

e[ idx ] = x;
在这里插入图片描述
ne[ idx ] = head;
在这里插入图片描述
head = idx;
在这里插入图片描述


删除 k 位置的下一个节点:(删除头节点时 k 为 -1)

在这里插入图片描述
head = ne[ head ];
在这里插入图片描述

ne[ k ] = ne[ ne[ k ] ];
在这里插入图片描述


在下标为 K 的后面插上一个数。
在这里插入图片描述
e[ idx ] = x;

在这里插入图片描述
ne[ idx ] = ne[ k ];
在这里插入图片描述
ne[ k ] = idx;
在这里插入图片描述
最后 idx++ 更新下次开辟新节点的新位置。

有了这些函数,根据题目要求调用即可。

在这里插入图片描述
由于 scanf函数 中用 %s 读取不会像 %c 读取空格、换行符,所以用%s接收。

注意刚才我们写的函数中参数都是下标, 而题目中传的是插入的第k个数,所以需要传 k - 1。

完整代码:

#include <iostream>
using namespace std;

const int N = 1e5+10;

int m;
int head, idx;
int e[N], ne[N];

void init()
{
    head = -1;
    idx = 0;
}

void push_front(int x)
{
    e[idx] = x;
    ne[idx] = head;
    head = idx;
    idx++;
}

//删除K下标 后面的数
void remove(int k)
{
    if (k == -1)
        head = ne[head];
    else
        ne[k] = ne[ne[k]];
}

//在下标k后面插入一个数。

void insert(int k, int x)
{
    e[idx] = x;
    ne[idx] = ne[k];
    ne[k] = idx;
    idx++;
}

int main()
{
    init();
    scanf("%d", &m);
    while (m--)
    {
        char op[3];
        int k, x;
        scanf("%s", op);
        if (op[0] == 'H')
        {
            scanf("%d", &x);
            push_front(x);
        }
        else if (op[0] == 'D')
        {
            scanf("%d", &k);
            remove(k-1);
        }
        else
        {
            scanf("%d%d", &k, &x);
            insert(k-1, x);
        }
        
    }
    
    for (int i = head; i != -1; i = ne[i]) printf("%d ", e[i]);
    
    return 0;
}


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