【大话数据结构】第三章 线性表

1、线性表:零个或多个数据元素的有限序列。

 

2、若将线性表记为(a1,...,ai-1,ai,ai+1,..,an),则表中ai-1领先于ai,ai领先于ai+1,称ai-1是ai的直接前驱元素,ai+1是ai的直接后继元素。

当i=1,2...,n-1时,ai有且仅有一个直接后继,当i=2,3,...n时,ai有且仅有一个直接前驱。

 

a1——a2...ai-1——ai——ai+1——an

 

3、一个较复杂的线性表中,一个数据元素可以由若干个数据项组成。

 

4、

ADT 线性表

Data

线性表的数据集合为{a1,...,ai-1,ai,ai+1,..,an},每个元素的类型均为DataType。其中,除第一个元素a1外,每一个元素有且只有

一个直接前驱元素,除了最后一个元素an外,每个元素有且只有一个直接后继元素。数据元素之间的关系是一对一的关系。

Operation

InitList(*L) 初始化操作,建立一个空的线性表L

ListEmpty(*L) 若线性表为空,返回true,否则返回false

ClearList(*L) 将线性表清空,并释放内存

GetItem(*L,i,*e) 将线性表的第i个位置元素值返回给e

LocateElem(*L,e) 查找与e相等的元素,如果查找成功,返回该元素在表中序号表示成功,否则失败。

ListInsert(*L,i,e) 在线性表的第i个位置插入新元素e

ListDelete(*L,i,*e) 删除线性表第i个元素,返回给e

ListLength(*L) 返回线性表的元素

endADT

 

5、线性表的链式存储:单链表,循环链表,双向链表,双向循环链表。

### 数据结构线性表的应用 #### 线性表的概念及其重要性 线性表是一种常见的数据结构,它由一组具有相同特性的数据元素组成,并且这些元素之间存在一对一的关系。在线性表中,除了第一个和最后一个元素外,其他每个元素都有唯一的一个前驱和后继[^1]。 #### 线性表的具体应用示例 以下是几个具体的线性表应用场景: 1. **多项式的表示与计算** 多项式可以通过线性表的形式进行存储和表达。例如,对于一元 m 次多项式 \( P(x) \),可以用一个线性表 Q 来表示其系数序列。如果需要对两个多项式进行加法运算,也可以通过创建一个新的线性表 R 来保存结果[^2]。 2. **字符串处理** 字符串本质上是一个字符型的线性表,在实际编程过程中经常涉及字符串的拼接、查找以及替换等操作。这些都可以基于线性表的基本操作实现。 3. **学生信息管理系统** 学生的信息(如学号、姓名、成绩等)可以被看作是由多个字段组成的记录集合,这种记录集合通常会以线性表形式管理。比如使用顺序表或者单链表来维护学生的成绩单并支持增删改查功能。 4. **栈和队列的基础构建** 虽然栈和队列有各自特殊的访问规则,但它们实际上也是特定类型的线性表。因此理解好基础的线性表概念有助于进一步掌握更复杂的抽象数据类型。 #### 实现细节——C++ 中的顺序表操作 下面展示如何利用 C++ 完成一些基本的顺序表操作,包括初始化、插入、删除等功能。 ##### 初始化顺序表 ```cpp #define MAXSIZE 100 // 声明顺序表的最大长度 typedef struct { ElemType* elem; // 线性表的基地址(初始地址) int length; // 顺序表的实际长度 } SqList; // 初始化函数定义 void InitList(SqList& L){ L.elem = new ElemType[MAXSIZE]; L.length = 0; } ``` ##### 删除指定值的所有节点 当需要高效地从顺序表中移除所有等于某个给定值 `x` 的元素时,可采取双指针技术优化性能至 O(n)[^4]: ```cpp bool RemoveAllX(SqList &L, const ElemType x){ if (L.length == 0 || !L.elem) return false; int i=0,j=0; while(i<L.length){ if(L.elem[i]!=x){ L.elem[j++]=L.elem[i++]; } else{ ++i; } } L.length=j; return true; } ``` #### 结论 通过对上述理论知识的学习及实践案例分析可以看出,无论是简单的数组还是动态分配内存空间形成的向量容器都属于广义上的线性表范畴。熟练运用各种针对线性表的操作技巧不仅能够提高程序运行效率还能增强解决问题的能力。
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