数据结构之“Ordered List and Sorted List”（一）

本系列文章将学习我们生活中最常用也最简单的一种数据结构——List（列表，点击打开链接）。List就是一个元素项（items）序列，支持“添加”、“删除”和“访问元素”等操作。本系列文章主要学习两种List——Ordered List（有序列表）和Sorted List（排序列表）。

一、区分概念

这两种List从字面上看，容易让人混淆，我举几个实际生活中的例子两展示它们之间的区别。

假设我们要写一本介绍《数据结构》的书，每一种数据结构占一个章节，但是没有章节编号，仅以“title，标题”作为章节标识，如“Array”、“Linked List”“Stack”、“Queue”、“List”、“Tree”、“Graph”等。那么，这个包含各章节标题的列表就是一个“Ordered List”，也可以将它看作是书的目录（不带编号）或者一个Word文档的导航条。这个列表中的每一项的位置是有意义的，它表示整本书的内容排编顺序，也可以按index进行索引，如第一项是“Array”，第二项是“Linked
List”。

假如我们要编写一个《数据结构的手册》——CHM的电子书，这个手册会安排一个“索引表”。这个“索引表”的每一项就是一个“title”，（如果title的数量很多）为了方便用户查找，我们会按字母顺序排列这个索引表，如下：



如上图，左边是一个“Ordered List”；右边是一个“Sorted List”，它的项是按字母顺序排列。如果，我们现在要新增一项——“Hash table”。对于“Ordered List”，可以插入任意位置，插入后之前的部分项位置值有变化；而对于“Sorted List”，根据字母顺序，“Hash table”只能插入“Graph”和“Linked List”之间。

二、类层次和接口

在本书的类体系中，List是继承子“SearchableContainer”（点击打开链接），它是在“Container”的基础上增加了四个接口（参考我的“数据结构之容器系列文章”）。

class SearchableContainer : public virtual Container
{
public:
virtual bool IsMemeber(Object const &) const = 0;
virtual void Insert(Object &) = 0;
virtual void Withdraw(Object &) = 0;
virtual Object & Find(Object const &) const = 0;
};

注：其中，“Ismember”函数是要进行匹配，按地址比较；而“Find”函数是找相等值，按值进行比较。

List在“SearchableContainer”的继承上又增加了几个接口，如下：

class Position : public Iterator
{
};

class List : public virtual SearchableContainer
{
public:
virtual Object & operator[](unsigned int) const = 0;
virtual Object & operator[](Position const &) const = 0;
virtual Position & FindPosition(Object const &) const = 0;
virtual void Withdraw(Position const &) = 0;
};

注：1，“FindPosition”也是按地址匹配。

2，列表中各项既可以按index索引，也可以按位置（广义index，支持链表）索引。

“Ordered List”再增加两个插入接口：

class OrderedList : public virtual List
{
public:
virtual void InsertAfter(Position const &, Object &) = 0;
virtual void InsertBefore(Position const &, Object &) = 0;
};

三、完整代码

#pragma once
#include "SearchableContainer.h"

class Position : public Iterator
{
};

class List : public virtual SearchableContainer
{
public:
virtual Object & operator[](unsigned int) const = 0;
virtual Object & operator[](Position const &) const = 0;
virtual Position & FindPosition(Object const &) const = 0;
virtual void Withdraw(Position const &) = 0;
};

class OrderedList : public virtual List
{
public:
virtual void InsertAfter(Position const &, Object &) = 0;
virtual void InsertBefore(Position const &, Object &) = 0;
};

class SortedList : public List
{
};