1. 程式人生 > >三、幾種鏈表的實現

三、幾種鏈表的實現

位置 結構 靜態鏈表的實現 結點 遍歷 static src 復雜 解決

1、靜態鏈表

單鏈表的劣勢:
 單鏈表的實現嚴重依賴指針!
 數據元素中必須包含一個額外的指針域!
 沒有指針的程序設計語言無法實現!
由於單鏈表存在以上的劣勢,因此可以對順序表加以改進,從而通過索引查找下一個元素,達到鏈表相同的效果,這就是靜態鏈表。
靜態鏈表的定義:
 順序表數組中的元素由兩個數據域組成:data和next
 data域用於存儲數據
 next域用於存儲下一個元素在數組中的下標
技術分享圖片
靜態鏈表的邏輯結構
 靜態鏈表是在順序表的基礎上利用數組實現的單鏈表!
技術分享圖片
靜態鏈表相關定義

/*結點結構體定義*/
typedef struct _tag_StaticListNode{
    unsigned int data;
    int next;
}TStaticListNode;

/* 靜態鏈表結構體定義 */
typedef struct _tag_StaticList{
    int capatity;
    TStaticListNode header;
    TStaticListNode node[];
}TStaticList; 

獲取第pos個元素操作
 判斷線性表是否合法
 判斷位置是否合法
 由表頭開始通過next域移動pos次後,當前元素的next域即要獲取元素在數組中的下標

slist->node[0] = slist->header;                   
for(i=0; i<pos; i++)   
{
            current = slist->node[current].next;
}
obj = slist->node[current].next;

插入元素到位置pos的算法
 判斷線性表是否合法
 判斷插入位置是否合法

 在數組中查找空閑位置index
 由表頭開始通過next域移動pos次後,當前元素的next域為要插入的位置
 將新元素插入
 線性表長度加1
技術分享圖片

for(i=0; (i<pos)&&(slist->node[current].next != 0); i++)   
{
    current = slist->node[current].next;
}
slist->node[index].next = slist->node[current].next;    
slist->node[current].next = index;

刪除第pos個元素的算法
 判斷線性表是否合法
 判斷插入位置是否合法
 獲取第pos個元素
 將第pos個元素從鏈表中刪除
 線性表長度減1
技術分享圖片

obj = slist->node[current].next;          
slist->node[current].next = slist->node[obj].next;

靜態鏈表的總結
 靜態鏈表其實是單鏈表的另一種實現方式
 靜態鏈表的實現“媒介”不是指針而是數組
 靜態鏈表主要用於不支持指針的程序設計語言中
 靜態鏈表的實現是一種內存管理的簡易方法
 其完整實現代碼在附件中03_StaticList文件夾

2、循環鏈表

單鏈表的局限
 單鏈表可以用於表示任意的線性關系
 有些線性關系是循環的,即沒有隊尾元素
 對單項鏈表進行改進即可得到循環鏈表,其定義為:將單鏈表中最後一個數據元素的next指針指向第一個元素
技術分享圖片
循環鏈表擁有單鏈表的所有操作
 創建鏈表
 銷毀鏈表
 獲取鏈表長度
 清空鏈表
 獲取第pos個元素操作
 插入元素到位置pos
 刪除位置pos處的元素
並且在循環鏈表中可以定義一個遊標:
 在循環鏈表中可以定義一個“當前”指針,這個指針通常稱為遊標,可以通過這個遊標來遍歷鏈表中的所有元素。
技術分享圖片
循環鏈表的新操作
 獲取當前遊標指向的數據元素
 將遊標重置指向鏈表中的第一個數據元素
 將遊標移動指向到鏈表中的下一個數據元素
 直接指定刪除鏈表中的某個數據元素
添加遊標後的循環鏈表,就可以解決更為復雜的問題,同比如約瑟夫問題。
 n 個人圍成一個圓圈,首先第 1 個人從 1 開始一個人一個人順時針報數,報到第 m 個人,令其出列。然後再從下一 個人開始從 1 順時針報數,報到第 m 個人,再令其出列,…,如此下去,求出列順序。
技術分享圖片
循環鏈表小結:
 循環鏈表只是在單鏈表的基礎上做了一個加強
 循環鏈表可以完全取代單鏈表的使用
 循環鏈表的Next和Current操作可以高效的遍歷鏈表中的所有元素
 循環鏈表的實現代碼在附件中04_CircleList文件夾

3、雙向鏈表

單鏈表的局限
 單鏈表的結點都只有一個指向下一個結點的指針
 單鏈表的數據元素無法直接訪問其前驅元素
 逆序訪問單鏈表中的元素是極其耗時的操作
因此對單項鏈表,加以改進可以得到雙向鏈表:在單鏈表的結點中增加一個指向其前驅的pre指針
技術分享圖片
雙向鏈表擁有單鏈表的所有操作
 創建鏈表
 銷毀鏈表
 獲取鏈表長度
 清空鏈表
 獲取第pos個元素操作
 插入元素到位置pos
 刪除位置pos處的元素
雙向鏈表的插入操作
技術分享圖片

current->next = node;
node->next = next;
next->pre = node;
node->pre = current;

雙向鏈表的刪除操作
技術分享圖片

current->next = next;
next->pre = current;

雙向鏈表的新操作
 獲取當前遊標指向的數據元素
 將遊標重置指向鏈表中的第一個數據元素
 將遊標移動指向到鏈表中的下一個數據元素
 將遊標移動指向到鏈表中的上一個數據元素
 直接指定刪除鏈表中的某個數據元素
雙向鏈表小結
 雙向鏈表在單鏈表的基礎上增加了指向前驅的指針
 功能上雙向鏈表可以完全取代單鏈表的使用
 雙向鏈表的Next,Pre和Current操作可以高效的遍歷鏈表中的所有元素
 雙向表的實現代碼在附件中05_DLinkList文件夾
靜態鏈表和雙向鏈表的改進
靜態鏈表的改進:將數組中的空閑結點鏈接成空閑鏈表,實現代碼在附件中06_StaticList_imp文件夾
技術分享圖片
雙向鏈表的改進:雙向循環鏈表,實現代碼在附件中07_DCircleLinkList文件夾

所有鏈表的完整實現:附件

三、幾種鏈表的實現