[数据结构]第二章--线性表(读书笔记3)

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;
}