链表-游标实现（C语言版）

如果用C/C++写链表的话，用指针会比较方便，但很多语言都没有指针，那么怎么实现比较好呢？游标是个不错的选择。

在用指针实现的链表中，有这样两个特点：

1.数据存在一组结构体中，并且每个结构体都有指向下一个结构体的指针。

2.一个新的结构体可以通过malloc获取内存，也可以用free来释放内存。

游标法也得满足这两个条件。满足条件1比较简单，用一个全局的结构体数组就行了；满足条件2的话可以保留一个表，如图：


0表示表头，然后他们的初始关系是这样这样：


当执行malloc功能时，我们把表头指向的单元拿出来使用，然后把表头指向下一个空单元，执行free功能时，将目标单元回收就行了。

这个表取名叫CursorSpace，下面给出CursorSpace的malloc和free的代码：

static Position CursorAlloc(void)
{
Position P;

P = CursorSpace[0].Next;
CursorSpace[0].Next = CursorSpace[P].Next;

return P;
}

static void CursorFree(Position P)
{
CursorSpace[ P ].Next = CursorSpace[ 0 ].Next;
CursorSpace[ 0 ].Next = P;
}

将代码和图结合起来试一试，应该很容易就能理解了。

下面给出完整代码：

1.头文件：

#ifndef CURSORLIST_H_INCLUDED
#define CURSORLIST_H_INCLUDED

typedef double ElementType;
typedef int PtrToNode;
typedef PtrToNode List;
typedef PtrToNode Position;

void InitializeCursorSpace( void );

List MakeEmpty(List L);
int IsEmpty(const List L);
int IsLast(const Position P,const List L);
Position Find(ElementType X,const List L);
void Delete(ElementType X,List L);
Position FindPrevious(ElementType X,const List L);
void Insert(ElementType X,List L,Position P);
void DeleteList(List L);
Position Header(const List L);
Position First(const List L);
Position Advance(const Position P);
ElementType Retrieve(const Position P);

#endif // CURSORLIST_H_INCLUDED

2。实现：

#include "CursorList.h"
#include <stdio.h>
#define SpaceSize 100

struct Node
{
ElementType Element;
Position Next;
};

struct Node CursorSpace[ SpaceSize ];

static Position CursorAlloc(void)
{
Position P;

P = CursorSpace[0].Next;
CursorSpace[0].Next = CursorSpace[P].Next;

return P;
}

static void CursorFree(Position P)
{
CursorSpace[ P ].Next = CursorSpace[ 0 ].Next;
CursorSpace[ 0 ].Next = P;
}

/* Return true if L is empty */
int IsEmpty(List L)
{
return CursorSpace[L].Next == 0;
}

/* Return true if P is the last position in list L */
/* Parameter L is unused in this implementation */
int IsLast(Position P,List L)
{
return CursorSpace[P].Next == 0;
}

/* Return Position of X in L;0 if not found */
/* Uses a header node */
Position Find(ElementType X,List L)
{
Position P;

P = CursorSpace[ L ].Next;
while(P && CursorSpace[P].Element != X)
P = CursorSpace[P].Next;

return P;
}

/* Delete first occurrence of X in L; 0 if not found */
/* Assume use of a header node */
void Delete(ElementType X,List L)
{
Position P,TmpCell;

P = FindPrevious(X,L);

if(!IsLast(P,L))
{
TmpCell = CursorSpace[ P ].Next;
CursorSpace[ P ].Next = CursorSpace[ TmpCell ].Next;
CursorFree(TmpCell);
}
}

/* Insert (after legal position P) */
/* Header implementation assumed */
/* Parameter L is unused in this implementation */
void Insert(ElementType X,List L,Position P)
{
Position TmpCell;

TmpCell = CursorAlloc();
if(TmpCell == 0)
FatalError("Out of space!!!");

CursorSpace[TmpCell].Element = X;
CursorSpace[TmpCell].Next = CursorSpace[ P ].Next;
CursorSpace[P].Next = TmpCell;
}

/* initialize the CursorSpace */
void InitCursorSpace()
{
int i;
for(i = 0; i < SpaceSize; i++)
CursorSpace[i].Next = i==SpaceSize-1?0:i+1;
}

/* Find the front of the first X of The list */
/* Return 0 if not found */
Position FindPrevious(ElementType X,const List L)
{
Position P;
P = L;
while(P&&CursorSpace[CursorSpace[P].Next].Element != X)
P = CursorSpace[P].Next;
return P;
}

/* Do something when the fatal error occurred */
void FatalError(char * s)
{
printf("%s\n",s);
/* stop the program if necessary */
}

int main()
{
InitCursorSpace();
Li
4000
st a = CursorAlloc();
CursorSpace[a].Next = 0;
Insert(1,a,a);
Insert(0,a,a);
Insert(12.998,a,a);
Delete(12.998,a);
//Delete(0,a);
Position P = CursorSpace[a].Next;
printf("%lf\n",CursorSpace[P].Element);
}

同样在最后加了个main函数来测试一下。

如果有错误，请积极指正。

注：代码改编自《数据结构与算法分析》第二版