三、幾種鏈表的實現
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
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!
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
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
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
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
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。
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。
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
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
current->next = node;
node->next = next;
next->pre = node;
node->pre = current;
雙向鏈表的刪除操作
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
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