線性表---順序表&鏈表
阿新 • • 發佈:2019-01-27
必須 first 頭指針 amp wrong 順序表 順序存儲 delet nbsp
一、線性表
1、線性表中的元素是一對一的關系,除了第一個與最後一個元素之外其他數據元素都是首尾相連的。
如果是一對多就用樹來表示,如果是多對多就用網狀來表示。
2、線性表的兩種存儲結構
- 順序表:用順序結構保存數據,數據在內存中是連續的。
- 鏈表:用鏈式存儲結構保存數據,數據在內存中是不連續的。
二、順序表
1、順序表:
- 順序表一般使用數組實現,順序表的相關操作與數組相關,一般都是移動數組元素
- 順序表封裝所需要的三個屬性:
- 存儲空間的起始位置。數組date的存儲位置就是線性表存儲空間的存儲位置。
- 線性表的最大存儲容量。數組長度MAXSIZE.
- 線性表的的當前長度。length
- 順序表封裝所需要的三個屬性:
註意:數組的長度與線性表的當前長度是不一樣的。數組的長度是線性表的存儲空間的總長度,一般初始化後不變。而線性表的當前長度是線性表中元素的個數,其大小是會改變的。
2、順序表的C++代碼實現:模板類的代碼
-
1 #include<iostream> 2 using namespace std; 3 4 const int MaxSize = 100; 5 template <class DataType> 6 class SeqList 7 { 8 public: 9 SeqList(){length=0;}
3、順序表存儲的優缺點:
- 優點:
- 隨機訪問特性,按位查找時間復雜度為O(1),存儲密度高
- 邏輯上相鄰的元素物理上也相鄰,即在內存中存儲是連續的
- 無需為表中元素之間的邏輯關系而增加額外的存儲空間。
- 缺點:
- 插入和刪除需要移動大量元素
- 當線性表長度長度變化較大時,難以確定存儲空間的容量
- 造成存儲空間的碎片
三、鏈表
1、為什麽要使用鏈表:
- 順序表的長度是固定的,如果超出分配的長度就會造成溢出,如果存放的數據太少就會造成空間浪費。
- 在插入元素和刪除元素時(尤其是插入和刪除的位置不在尾部時),會移動大量元素,造成性能和效率低下。
- 使用鏈表可以很好的避免順序表中出現的問題。
2、鏈表在內存中的存儲是不連續的,大小不固定。鏈表根據構造方式的不同可以分為
-
-
- 單向鏈表
- 單向循環鏈表
- 雙向鏈表
- 雙向循環鏈表
-
3、鏈式存儲的實現方式
-
template<typename DateType> struct Node { DateType date;//存儲數據 Node<DateType> *next;//存儲下一個結點得到地址 }
4、單鏈表的模板類的C++代碼實現:
- 頭指針:把指向第一個節點的指針稱為頭指針,每次訪問鏈表時都可以從這個頭指針依次遍歷鏈表中的每個元素
- 1 struct node firs;2 struct node *head=&first; 這個head指針就是頭指針。
-
- 頭指針的意義在於:當訪問鏈表時,總要知道鏈表存儲在什麽位置(從何處開始訪問),由於鏈表的特性(next指針),知道了頭指針那麽整個鏈表的元素都能夠被訪問,所以頭指針的存在是很必要的。
-
- 單鏈表的結構:單鏈表的模板類的結構:
-
template<class DataType> class LinkList { public: LinkList(); LinkList(DataType a[], int n); ~LinkList(); int Length(); DataType Get(int i); int Locate(DataType x); void Insert(int i, DataType x); DataType Delete(int i); void PrintList(); private: Node<DataType> *first; };
特點:用一組任意的存儲單元存儲線性表的數據元素,這組存儲單元可以在內存中未被占用的任意位置
- 順序存儲結構每個數據元素只需要一個存儲位置就可以了,而在鏈式存儲結構中,除了要存儲數據信息外還要存儲它的後繼元素的存儲地址
- 單鏈表中即使知道節點位置也不能直接訪問,需要從頭指針開始逐個節點向下搜索,平均時間復雜度是O(n).
- 刪除操作時需要註意表尾的特殊情況,此時雖然被刪節點不存在,但其前驅結點卻存在。因此僅當被刪節點的前驅結點存在且不是終端結點時,才能確定被刪節點存在,時間復雜度為O(n).
-
-
1 #include<iostream> 2 using namespace std; 3 4 template<class DataType> 5 struct Node 6 { 7 DataType data; 8 Node<DataType> *next; 9 }; 10 11 template<class DataType> 12 class LinkList 13 { 14 public: 15 LinkList(); 16 LinkList(DataType a[], int n); 17 ~LinkList(); 18 int Length(); 19 DataType Get(int i); 20 int Locate(DataType x); 21 void Insert(int i, DataType x); 22 DataType Delete(int i); 23 void PrintList(); 24 private: 25 Node<DataType> *first; 26 }; 27 28 template<class DataType> 29 LinkList<DataType>::LinkList() 30 { 31 first = new Node<DataType>; 32 first->next = NULL; 33 } 34 35 template<class DataType> 36 LinkList<DataType>::LinkList(DataType a[], int n) 37 { 38 first = new Node<DataType>; 39 first->next = NULL; 40 for (int i = 0; i < n; i++) 41 { 42 Node<DataType> *s = new Node<DataType>; 43 s->data = a[i]; 44 s->next = first->next; 45 first->next = s; 46 } 47 } 48 49 template<class DataType> 50 LinkList<DataType>::~LinkList() 51 { 52 while (first != NULL) 53 { 54 Node<DataType>* q = first; 55 first = first->next; 56 delete q; 57 } 58 } 59 60 template<class DataType> 61 int LinkList<DataType>::Length() 62 { 63 Node<DataType>* p = first->next; 64 int count = 0; 65 while (p != NULL) 66 { 67 p = p->next; 68 count++; 69 } 70 return count; 71 } 72 73 template<class DataType> 74 DataType LinkList<DataType>::Get(int i) 75 { 76 Node<DataType>* p = first->next; 77 int count = 1; 78 while (p != NULL && count<i) 79 { 80 p = p->next; 81 count++; 82 } 83 if (p == NULL) throw "Location"; 84 else return p->data; 85 } 86 87 template<class DataType> 88 int LinkList<DataType>::Locate(DataType x) 89 { 90 Node<DataType> *p = first->next; 91 int count = 1; 92 while (p != NULL) 93 { 94 if (p->data == x) return count; 95 p = p->next; 96 count++; 97 } 98 return 0; 99 } 100 101 template<class DataType> 102 void LinkList<DataType>::Insert(int i, DataType x) 103 { 104 Node<DataType> *p = first; 105 int count = 0; 106 while (p != NULL && count<i - 1) 107 { 108 p = p->next; 109 count++; 110 } 111 if (p == NULL) throw "Location"; 112 else { 113 Node<DataType> *s = new Node<DataType>; 114 s->data = x; 115 s->next = p->next; 116 p->next = s; 117 } 118 } 119 120 template<class DataType> 121 DataType LinkList<DataType>::Delete(int i) 122 { 123 Node<DataType> *p = first; 124 int count = 0; 125 while (p != NULL && count<i - 1) 126 { 127 p = p->next; 128 count++; 129 } 130 if (p == NULL || p->next == NULL) throw "Location"; 131 else { 132 Node<DataType> *q = p->next; 133 int x = q->data; 134 p->next = q->next; 135 return x; 136 } 137 } 138 139 template<class DataType> 140 void LinkList<DataType>::PrintList() 141 { 142 Node<DataType> *p = first->next; 143 while (p != NULL) 144 { 145 cout << p->data << endl; 146 p = p->next; 147 } 148 } 149 150 int main() 151 { 152 LinkList<int> p; 153 p.Insert(1, 6); 154 p.Insert(2, 9); 155 p.PrintList(); 156 p.Insert(2, 3); 157 p.PrintList(); 158 cout << p.Get(2) << endl; 159 cout << p.Locate(9) << endl; 160 cout << p.Length() << endl; 161 p.Delete(1); 162 p.PrintList(); 163 return 0; 164 }
- 鏈表存儲的優缺點:
-
- 優點:
- 插入刪除不需要移動其他元素,只需要改變指針。
- 鏈表各個結點在內存中的存儲空間不要求連續,空間利用率高
- 缺點:查找需要遍歷操作,比較麻煩。
-
四、其他線性表
1、單向循環鏈表
2、雙向鏈表
3、雙向循環鏈表
線性表---順序表&鏈表