首先,线性表是一种最简单的一种数据结构。嗯,简单的说,一个线性表是n个数据元素的有限序列。(元素:可以是int ,float, double 等)
线性表的储存结构是这样的:在表中a(i - 1)领先于ai ,ai 领先于 a(i+1),则称 a(i-1)是ai的直接前驱元素,a(i+1)是ai的直接后驱元素。对于其中的结点,有且仅有一个开始结点没有前驱但有一个后继结点(a1),有且仅有一个终端结点没有后继但有一个前驱结点(an),其它的结点都有且仅有一个前驱和一个后继结点。
线性表的顺序是指用连续的存储单元来存储线性表的数据元素。线性表的顺序存储结构是一种随机存取的存储结构。
其一般有两种顺序存储方式:数组和链表。(分解的用链表,最后附上数组的)
(1)用数组来存: 优点:可以随机访问元素。 缺点:插入和删除的时候需要移动大量的元素。
(2)用链表: 优点:对于新增和删除很方便,不需要移动元素。 缺点:不方便随机访问元素,需要一定元素。
1.数组的实现
1 #include2 #include 3 4 /******* 创建别名 ******/ 5 typedef int Status; 6 typedef int ElemType; 7 8 /******* 宏定义 *******/ 9 #define TRUE 1 10 #define FALSE 0 11 #define OK 1 12 #define ERROR 0 13 #define INFEASIBLE -1 14 #define OVERFLOW -2 15 16 /******* 线性表的动态分配顺序存储结构 *******/17 #define LIST_INIT_SIZE 100 //线性表存储空间的初始分配量18 #define LISTINCREMENT 10 //线性表存储空间的分配增量19 typedef struct{20 ElemType *elem; //存储空间基址21 int length; //当前长度22 int listsize; //当前分配的存储容量23 }SqList;24 25 /******** 构造一个空的线性表 ********/26 Status InitList_Sq(SqList &L){27 L.elem = (ElemType *)malloc(LIST_INIT_SIZE*sizeof(ElemType));28 //让电脑分配(ElemType)的字节 * LIST_INIT_SIZE 数量个内存空间,然后地址给L.elem29 if (!L.elem) //存储分配失败30 exit(OVERFLOW); 31 /*32 exit() 是电脑函数33 exit()通常是用在子程序中用来终结程序用的,使用后程序自动结束,跳回操作系统。34 exit(0)表示正常退出,35 exit(x)(x不为0)都表示异常退出36 */37 L.length = 0; //空表长度为038 L.listsize = LIST_INIT_SIZE; //初始存储的容量39 return OK; //构造成功40 }
对线性表的一些基本操作:
1 #include2 #include 3 4 /******* 创建别名 ******/ 5 typedef int Status; 6 typedef int ElemType; 7 8 /******* 宏定义 *******/ 9 #define TRUE 1 10 #define FALSE 0 11 #define OK 1 12 #define ERROR 0 13 #define INFEASIBLE -1 14 #define OVERFLOW -2 15 16 /******* 线性表的动态分配顺序存储结构 *******/ 17 #define LIST_INIT_SIZE 100 //线性表存储空间的初始分配量 18 #define LISTINCREMENT 10 //线性表存储空间的分配增量 19 typedef struct{ 20 ElemType *elem; //存储空间基址 21 int length; //当前长度 22 int listsize; //当前分配的存储容量 23 }SqList; 24 25 /******** 构造一个空的线性表 ********/ 26 Status InitList_Sq(SqList &L){ 27 L.elem = (ElemType *)malloc(LIST_INIT_SIZE*sizeof(ElemType)); 28 //让电脑分配(ElemType)的字节 * LIST_INIT_SIZE 数量个内存空间,然后地址给L.elem 29 if (!L.elem) //存储分配失败 30 exit(OVERFLOW); 31 /* 32 exit() 是电脑函数 33 exit()通常是用在子程序中用来终结程序用的,使用后程序自动结束,跳回操作系统。 34 exit(0)表示正常退出, 35 exit(x)(x不为0)都表示异常退出 36 */ 37 L.length = 0; //空表长度为0 38 L.listsize = LIST_INIT_SIZE; //初始存储的容量 39 return OK; //构造成功 40 } 41 42 /****** 在L中第i个位置之前插入新的元素e *******/ 43 Status insertList(SqList &L, ElemType e, int i){ 44 ElemType *p, *q; //申明两个类型为ElemType的指针变量 45 if (i < 0 || i > L.length + 1) 46 return ERROR; //i值不合法(i的合法范围为 1<=i<=L.length+1) 47 if (L.length >= L.listsize) { //当前的存储空间已满,需要增加分配 48 ElemType *newbase = (ElemType *)realloc(L.elem, (L.listsize + LISTINCREMENT)*sizeof(ElemType)); 49 /* 50 先判断当前的指针是否有足够的连续空间,如果有,扩大L.elem指向的地址,并且将L.elem返回; 51 如果空间不够,先按照newsize(L.listsize + LISTINCREMENT)*sizeof(ElemType)指定的大小分配空间, 52 将原有数据从头到尾拷贝到新分配的内存区域,而后释放原来L.elem所指内存区域 53 (注意:原来指针是自动释放,不需要使用free),同时返回新分配的内存区域的首地址。即重新分配存储器块的地址。 54 如果重新分配成功则返回指向被分配内存的指针,否则返回空指针NULL。 55 */ 56 if (!newbase) 57 return OVERFLOW; //存储分配失败(即newbase 为NULL) 58 L.elem = newbase; //新基值 59 L.listsize += LISTINCREMENT; //增加存储容量 60 } 61 q = &L.elem[i - 1]; //q为插入的位置 62 for (p = &L.elem[L.length]; p >= q; --p) { 63 *(p + 1) = *p; //i元素及之后的元素往后移动 64 } 65 *q = e; //插入e 66 L.length++; //表长加1 67 return OK; //操作成功 68 } 69 70 /******** 删除第i个元素,并用e返回其值 **********/ 71 Status deleteListElem(SqList &L, int i, ElemType &e){ 72 ElemType *p, *q; //申明两个类型为ElemType的指针变量 73 if (i<1 || i > L.length) 74 return ERROR; //i值不合法 (i的合法范围是 1<=i<=L.length) 75 p = &L.elem[i - 1]; //被删除元素的位置为i,L.elem就是数组名, 76 e = *p; //被删除元素的值赋值给e 77 q = L.elem + L.length - 1; //表尾元素的位置 78 for (++p; p <= q; p++){ 79 *(p - 1) = *p; //被删除元素后的元素左移 80 } 81 L.length--; //表长减一 82 return OK; //操作成功 83 } 84 85 /************** 比较函数 **************/ 86 Status Integercompare(ElemType x, ElemType y){ 87 if (x == y) 88 return OK; 89 else 90 return ERROR; 91 } 92 93 /****** 在顺序线性表L中查找第i个值与e满足compare()的元素的位序 ******/ 94 int LocateElem_Sq(SqList L, Status e, Status(*compare)(ElemType, ElemType)){ 95 //Status(*compare)(ElemType, ElemType)是一个函数指针 96 int i = 1; //第一个元素的位序 97 int *p; 98 p = L.elem; //p为第一个元素的储存位置 99 while (i <= L.length&&!(*compare)(*p++, e))//从头开始一个一个往后比较(当到表尾或找到时跳出)100 i++;101 if (i <= L.length) //即i在表L 的内部102 return i; //返回找到的位序103 else104 return 0; //没有找到105 }106 107 /********* 归并La和Lb得到新的线性表Lc *********/108 void MergeList_Sq(SqList La, SqList Lb, SqList &Lc){109 //已知顺序线性表La ,Lb的元素按值非递减排列110 ElemType *pa, *pb, *pc; //申明3个类型为ElemType的指针变量111 Lc.listsize = Lc.length = La.length + Lb.length; //Lc的长度是La的当前长度+Lb的当前长度112 pc = Lc.elem = (ElemType *)malloc(Lc.listsize*sizeof(ElemType)); //将Lc的首地址给pc113 if (!Lc.elem) 114 exit(OVERFLOW); //存储分配失败(即Lc.elem 为NULL)115 ElemType *pa_last, *pb_last; //申明2个类型为ElemType的指针变量116 pa_last = La.elem + La.length - 1; //pa_last 是线性表La的末地址117 pb_last = Lb.elem + Lb.length - 1; //pb_last 是线性表Lb的末地址118 while (pa <= pa_last && pb <= pb_last){ //判断La和Lb是否遍历完了119 if (*pa <= *pb) 120 *pc++ = *pa++; //如果*pa <= *pb,则将*pc = *pa;121 else 122 *pc++ = *pb++; //否则(*pa<*pb),则将*pc = *pb;123 }124 while (pa <= pa_last) *pc++ = *pa++; //插入La的剩余元素125 while (pb <= pb_last) *pc++ = *pb++; //插入Lb的剩余元素126 }127 128 int main(){129 //省略130 return 0;131 }
2.线性链表实现(单链表)
单链表的逻辑存储状态就是这样的。
一般的操作:
1 #include2 #include 3 4 /******* 创建别名 ******/ 5 typedef int Status; 6 typedef int ElemType; 7 8 /******* 宏定义 *******/ 9 #define TRUE 1 10 #define FALSE 0 11 #define OK 1 12 #define ERROR 0 13 #define INFEASIBLE -1 14 #define OVERFLOW -2 15 16 /******* 单链表的存储结构 ******/ 17 typedef struct LNode{ 18 ElemType data; //单链表的数据域 19 struct LNode *next; //单链表的指针域 20 }LNode, *LinkList; //*LinkList 是该结构体的指针 21 22 /******* 单链表的创建 ********/ 23 Status ListInit_L(LinkList &L){ 24 L = (LinkList)malloc(sizeof(LNode)); //申请一个头结点 25 if (!L) 26 exit(ERROR); //申请空间失败(L = NULL) 27 L->next = NULL; //建立一个空链表 28 return OK; //操作成功 29 } 30 31 /******* 单链表的初始化 *******/ 32 void ListCreate_L(LinkList &L, int n){ 33 ElemType data1; 34 LinkList p, q; //创建两个结构体指针 35 q = L; //q指向L的地址 36 for (int i = 0; i < n; i++) { //添加n个数据(即要循环n次) 37 p = (LinkList)malloc(sizeof(LNode)); //申请一个新节点 38 scanf("%d", &data1); //输入数据 39 p->data = data1; //p的数据域为data1 40 p->next = q->next; //p的指针域指向 q的指针域指向的地址 41 q->next = p; //再将q的指针域指向p 42 q = p; //此时将p赋给q 43 //后面有配图解释 44 } 45 } 46 47 /********* 单链表中寻找元素 *********/ 48 Status GetElem_L(LinkList L, int i, ElemType &e){ 49 //当第i个元素存在时,其值赋给e并返回OK,否则返回ERROR 50 LinkList p; 51 p = L->next; //初始化,p指向第一个节点 52 int j = 1; //j为计数器 53 while (p && j next; 55 j++; 56 } 57 if (!p || j >i) //第i个元素不存在 58 return ERROR; 59 e = p->data; //取第i个元素用e储存 60 return OK; //操作成功 61 } 62 63 /********* 单链表中在第i个位置之前插入元素e ***********/ 64 Status ListInsert_L(LinkList &L, ElemType e, int i){ 65 LinkList s, p = L; 66 int j = 0; //计数器 67 while (p && j < i - 1){ //顺着指针向后查找第i-1节点 68 p = p->next; 69 j++; 70 } 71 if (!p || j > i - 1) //i小于1或者大于表长加一 就不是合法范围 72 return ERROR; 73 s = (LinkList)malloc(sizeof(LNode)); //生成新节点 74 s->data = e; 75 s->next = p->next; //插入L中 76 p->next = s; 77 //后面有配图解释 78 return OK; //操作成功 79 } 80 81 /****** 删除第i个元素,并由e返回其值 *********/ 82 Status ListDelete_L(LinkList &L, int i, ElemType &e){ 83 LinkList p, q; 84 int j = 0; //计数器 85 p = L; //初始化,将L的头指针给p 86 while (p->next && j < i-1){ //寻找第i个节点,并令p指向其前驱 87 p = p->next; 88 ++j; 89 } 90 if (!p->next || j > i-1) //删除的位置不合理 91 return ERROR; 92 q = p->next; //删除节点 93 p->next = q->next; 94 e = q->data; //去其值给e 95 //后面有配图解释 96 free(q); //释放节点 97 /* 98 free是调用操作系统的函数,将原先分配的内存区域释放 99 与malloc()函数配对使用,释放malloc函数申请的动态内存。100 */101 return OK;102 }103 104 /********* 逆位序输入n个元素的值,初始化单链表L **********/105 void CreateLiet_L(LinkList &L, int n){106 LinkList p;107 ElemType data1;108 for (int i = n; i > 0; i--){109 p = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));110 scanf("%d", &data1); //输入元素值111 p->data = data1;112 p->next = L->next; //插入到表头113 L->next = p;114 }115 }116 117 /****** 归并La和Lb得到新的单链表Lc,Lc的元素也按非递减排列 *****/118 void mergeList(LinkList &La, LinkList &Lb, LinkList &Lc){ 119 LinkList pa, pb, pc; 120 pa = La->next; 121 pb = Lb->next; 122 Lc = pc = La; //用La的头结点作为Lc的头结点123 while (pa && pa) { //当pa和pb都不为空的时候124 if (pa->data > pb->data) { //当pa的数据域大于pb的数据域的时候125 pc->next = pb; //pc的指针域指向pb126 pc = pb; //将pb赋给pc127 pb =pb->next; //pb后移一个128 }else{ //当pa的数据域小于或等于pb的数据域的时候129 pc->next = pa; //pc的指针域指向pa130 pc = pa; //将pa赋给pc131 pa =pa->next; //pa后移一个132 } 133 } 134 pc->next = pa? pa :pb; //插入剩余段135 free(Lb); //释放Lb的头结点136 }137 138 int main(){139 //略140 return 0;141 }
(循环链表和双向链表略)