数据结构---线性表

1,顺序表实现---动态分配

cpp 复制代码
#include<stdlib.h>
#define InitSize 10
typedef struct {
	int *data;//静态分配
	int length;
	int MaxSize;
}SqList;
void InitList(SqList& L)
{
	L.data = (int*)malloc(InitSize * sizeof(int));//分配空间
	L.length = 0;
	L.MaxSize = InitSize;//初始空间为10

}
void ListInsert(SqList& L, int x, int a)
{
	L.data[x] = a;
}
void Increaselength(SqList& L, int len)
{
	int *p = L.data;
	L.data = (int*)malloc((InitSize + len) * sizeof(int));//重新开辟空间
	for (int i = 0; i < L.MaxSize;i++)
	{
		L.data[i] = p[i];
	}
	L.MaxSize = InitSize + len;
	free(p);


}
int main()
{
	SqList q;
	InitList(q);
	ListInsert(q, 2, 4);
	Increaselength(q, 5);
	ListInsert(q, 12, 2);
	printf("data[2]=%d,data[12]=%d", q.data[2],  q.data[12]);
	system("pause");
	return 0;
}

第i个元素中的i表示的是位序

2, 静态分配的插入与删除操作:

2.1插入操作:

cpp 复制代码
typedef struct {
	int data[MaxSize];
	int length;

}SqList;
void InitList(SqList& L)
{
	L.length = 0;
	for (int i = 0; i <MaxSize-1; i++)
	{
		L.data[i] = i;//赋予原始数据,注意不要插满
		L.length++;
	}

}
bool ListInsert(SqList &L,int i,int e)//在第i个位置插入e
{
	if (i<1 || i>L.length + 1)
		return false;
	if (L.length >= MaxSize)//存储空间已满
	{
		return false;
	}
	for(int j=L.length;j>=i;j--)
	{
		L.data[j] = L.data[j - 1];
		 }
	L.data[i - 1] = e;
	L.length++;
	return true;

}
int main()
{
	SqList L;
	InitList(L);
	if (ListInsert(L, 8, 1))
	{
		printf("data[7]=%d ", L.data[7]);//验证插入
	}
	system("pause");
	return 0;

}

2.2,删除操作:

cpp 复制代码
typedef struct {
	int data[MaxSize];
	int length;

}SqList;
void InitList(SqList& L)
{
	L.length = 0;
	for (int i = 0; i < MaxSize - 1; i++)
	{
		L.data[i] = i;//赋予原始数据,注意不要插满
		L.length++;
	}

}
bool ListDelete(SqList &L,int i,int &e)//在第i个位置插入e
{
	if (i<1 || i>L.length)
		return false;
	e=L.data[i - 1];//赋值
	for(int j=i;j<L.length;j++)
	{
		L.data[j-1] = L.data[j];
		 }

	L.length--;
	return true;

}

int main()
{
	SqList L;
	InitList(L);
	int e = -1;
	if (ListDelete(L, 8, e))//位置8的元素是7
	{
		printf("删除的元素是%d data[7]=%d", e,L.data[7]);//验证删除,删除后data[7]=8
	}
	system("pause");
	return 0;

}

3,顺序表的查找:

3.1按位查找

动态分配和普通数组访问方式相同,时间复杂度为O(1)

cpp 复制代码
GetElem(SqList L,int i)
{
return L.data[i-1];
}

3.2按值查找

动态分配方式:

cpp 复制代码
int LocatElem(SqList L, int e)
{
for(int i=0;i<L.length;i++)
{
if(L.data[i]==e)
return i+1;
}
return 0;}

4,链表初始化

4.1不带头结点的单链表的初始化:

与顺序表不同,单链表是用指针来定义

typedef struct LNode {
	int data;
	struct LNode* next;//每个元素包括数据和指向下一个节点的指针

}LNode,*LinkList;//LNode*等价于LinkList
bool InitList(LinkList &L)//声明是一个单链表
{
	L = NULL;
	return true;

    }
bool IsEmpty(LinkList &L)//声明是一个单链表
{
	return (L == NULL);

}
int main()
{
	LinkList L;//声明一个指向单链表的指针
	InitList(L);
	if(IsEmpty(L))
		printf("初始化成功");
	system("pause");
	return 0;

}

4.2,带头结点的单链表的初始化:

typedef struct LNode {
	int data;
	struct LNode* next;//每个元素包括数据和指向下一个节点的指针

}LNode,*LinkList;//LNode*等价于LinkList
bool InitList(LinkList &L)//声明是一个单链表
{
	L = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));//头指针指向下一个节点:即为头节点
	if (L == NULL)
		return false;//没有内存,分配失败
	L->next = NULL;//头节点暂时没有节点
	return true;

 }
bool IsEmpty(LinkList &L)//声明是一个单链表
{
	return (L == NULL);

}
int main()
{
	LinkList L;
	InitList(L);
	if(IsEmpty(L)==false)
		printf("初始化成功");
	system("pause");
	return 0;

}

5,链表插入操作:

5.1,带头结点,按位序插入:

cpp 复制代码
typedef struct LNode {
	int data;
	struct LNode* next;//每个元素包括数据和指向下一个节点的指针

}LNode,*LinkList;//LNode*等价于LinkList
//带头结点按位序插入
bool ListInsert(LinkList& L,int i,int e)//在第i个位置插入e
{
	if (i < 1)
		return false;
	int j = 0;
	LNode *p;
	p= L;//是从第0个节点开始遍历,所以p应该与头节点相同
	while (p != NULL && j < i - 1)//找到第i-1的节点
	{
		p = p->next;
		j++;
	}
	if (p == NULL)//超出链表长度
	{
		return false;
	}
	LNode *s = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));
	s->data = e;
	s->next = p->next;
	p->next = s;
	return true;

}
bool InitList(LinkList &L)//声明是一个单链表
{
	L = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));//头指针指向下一个节点:即为头节点
	if (L == NULL)
		return false;//没有内存,分配失败
	L->next = NULL;//头节点暂时没有节点
	return true;

 }
bool IsEmpty(LinkList &L)//声明是一个单链表
{
	return (L == NULL);

}
int main()
{
	LinkList L;
	InitList(L);
	if(IsEmpty(L)==false)
		printf("初始化成功");
	if(ListInsert(L, 1, 1))
		printf("插入成功");
	system("pause");
	return 0;

}

5.2,不带头节点按位序插入:

cpp 复制代码
bool ListInsert(LinkList& L,int i,int e)//在第i个位置插入e
{
	if (i < 1)
		return false;
	if (i == 1)//此处插入第一个节点和其他节点不同,直接与L交互
	{
		LNode* s = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));
		s->data = e;
		s->next = L;//指向L指向的节点
		L = s;//需要更改头结点的指向,比较麻烦
		return true;
	}
	int j = 1;//没有第0个节点
	LNode *p;
	p= L;//是从第0个节点开始遍历,所以p应该与头节点相同
	while (p != NULL && j < i - 1)//找到第i-1的节点
	{
		p = p->next;
		j++;
	}
	if (p == NULL)//超出链表长度
	{
		return false;
	}
	LNode* s = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));
	s->data = e;
	s->next = p->next;
	p->next = s;
	return true;

}

5.3,指定节点的后插操作:

cpp 复制代码
//在指定节点后插入一个元素
bool InsertNextLNode(LNode *p,int e)//传入节点即可,不需要传入表
{
	if (p == NULL)
		return false;//节点选择错误
	LNode* s = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));
	if (s == NULL)//内存分配不够
		return false;
	s->data = e;
	s->next = p->next;
	p->next = s;
	return true;
}

5.4前插操作:

在p节点之前插入s节点

思路:无法找到前驱节点,因此可以插在p节点之后,然后将两个节点中的数据调换

cpp 复制代码
bool InsertPriorNode(LNode* p, LNode* s)
{
	if (p == NULL || s == NULL)
		return false;
	s->next = p->next;
	p->next = s;
	int temp = s->data;
	s->data = p->data;
	p->data = temp;
	return true;
}

6,链表删除操作:

6.1,带头结点按位序删除第i个节点:

思路:先找到第i-1节点,然后将前一个结点的next指针指向后一个结点的next指针

cpp 复制代码
bool ListDelete(LinkList L, int i, int& e)
{
	if (i < 1)
		return false;
	LNode* p = L;//当前指向结点
	int j = 0;
	while (p != NULL&&j<i-1) {//找到i-1结点
		p = p->next;
		j++;
	}
	if (p == NULL)
		return false;
	if (p->next== NULL)//需要删除的结点也为空
		return false;
	LNode* q = p->next;//应当被删除的结点
	e = q->data;
	p->next = q->next;
	free(q);
	return true;
}

6.2,指定节点的删除p:

将p的后一个结点复制到p,然后将p的后一个结点释放掉

cpp 复制代码
bool DeleteNode(LNode* p)
{
	if (p == NULL)
		return false;
	LNode* q = p->next;
	p->data = p->next->data;
	p->next = q->next;
	free(q);
	return true;
}

注意:如果p是最后一个结点,只能从表头依次寻找p的前驱

7,单链表的查找(带头结点)

7.1按位查找

LNode *GetElem2(LinkList L, int i)
{
	if (i < 0)//第位序0返回的是头节点
		return NULL;
	LNode* p;
	p = L;
	int j = 0;//带头结点下标从0开始
	while (p != NULL && j < i)
	{
		p = p->next;
		j++;
	}
	return p;
}

回顾:

7.2按值查找

LNode* GetElem3(LinkList L, int e)
{
	LNode* p=L->next;
	while (p != NULL && p->data!=e)//因为头节点中没有数据,所以应该从头节点的下一个结点开始查找
	{
		p = p->next;
	}
	return p;
}

求表长:

int GetLength(LinkList L)
{
	LNode* p = L; int len = 0;
	while (p->next != NULL)
	{
		p = p->next;
		len++;

	}
	return len;
}

8,单链表的建立:

8.1尾插法建立单链表

cpp 复制代码
LinkList List_TailInsert(LinkList& L)
{
	int a = 0;
	L = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));//建立头结点
	scanf("%d", &a);
	LNode* r,*s = L;//r是尾结点
	while (a != 9999)//结束标志
	{
		s = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));//放入新节点
		s->data = a;
		r->next = s;//建立链表连接
		r = s;//新的尾结点
		scanf("%d", &a);//循环输入数字
	}
	r->next = NULL;
	return L;

}

8.2头插法建立单链表

cpp 复制代码
LinkList List_HeadInsert(LinkList& L)
{
	int a = 0;
	LNode* s;
	L = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));//建立头结点
	L->next = NULL;//初始化单链表,以防有脏数据
	scanf("%d", &a);
	while (a != 9999)//结束标志
	{
		s = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));//放入新节点
		s->data = a;
		s->next= L->next;//建立链表连接
		L->next = s;//新的尾结点
		scanf("%d", &a);//循环输入数字
	}
	return L;

}

尾插法元素排列为顺序,头插法元素排列为逆序,头插法可以用于链表的逆置

9,双链表(带头结点):

9.1定义:

cpp 复制代码
typedef struct DNode {
	int data;
	struct DNode *prior,* next;
}DNode,*DLinkList;
bool InitDLinkList(DLinkList &L)
{
	L = (DNode*)malloc(sizeof(DNode));//分配头结点
	if (L == NULL)
		return false;
	L->prior = NULL;//头结点的前驱节点都为NULL;
	L->next = NULL;
	return true;
}
int main()
{
	DLinkList L;
	InitDLinkList(L);

}

9.2插入操作(在p结点后插入s结点)

cpp 复制代码
bool InsertNextDNode(DNode* p, DNode* s)
{
	if (p == NULL && s == NULL)
		return false;
	s->next = p->next;
	if (p->next != NULL)//p有后继节点
		p->next->prior = s;//则后继节点的前继指针指向s
	s->prior = p;
	p->next = s;
	return true;
}

9.3删除操作(删除p结点的后继节点):

cpp 复制代码
bool DeleteNextDNode(DNode* p)
{
	if (p == NULL)
		return false;
	DNode* q = p->next;
	if (q == NULL)
		return false;//没有后继节点
	p->next = q->next;
	if (q->next != NULL)//后继结点不为最后一个结点
		q->next->prior = p;//则后继节点的前继指针为s
	free(q);
	return true;
}

9.4销毁双链表:

cpp 复制代码
void DestoryList(DLinkList &L)//L代表的是链表的头指针
{
	while (L->next != NULL)
	{
		DeleteNextDNode(L);//从表头开始删除

	}
	free(L);//释放头结点
	L = NULL;//头指针指向NULL
}

9.5遍历:

向后遍历:

cpp 复制代码
while(p!=NULL)
{
p=p->next;
}

向前遍历(跳过头结点):

cpp 复制代码
while(p->prior!=NULL)
{
p=p->prior;}

10,循环链表:

10.1循环单链表

定义:

typedef struct LNode {
	int data;
	struct LNode* next;
}LNode,*LinkList;//初始化相同
bool InitList(LinkList& L)
{
	L = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));//定义头结点
	if (L == NULL)//空间分配失败
		return false;
	L->next = L;//头指针只向自己
	return true;
}
bool IsEmpty(LinkList L)
{
	if (L->next == L)
		return true;
	else
		return false;
}
bool IsTail(LinkList L,LNode *p)//判断p结点是否为尾结点
{
	if (p->next == L)
		return true;
	else
		return false;
}

从一个结点出发,不同于单链表只能找到后续的各个节点,循环单链表可以找到其他任何一个结点

10.2循环双链表:

初始化:

判断是否为空是否是表尾结点与循环单链表相同,初始化与双链表不同的是:

L->prior=L;
L->next=L;

插入后继结点:

cpp 复制代码
bool InsertNextDNode(DNode* p, DNode* s)
{
	s->next = p->next;
    p->next->prior = s;//双链表需要判断是否是最后一个结点,循环双链表不需要
	s->prior = p;
	p->next = s;
	return true;
}

删除后继结点:

cpp 复制代码
void DeleteNextDNode(DNode* p)
{
	p->next = q->next;
    q->next->prior = p;//双链表需要判断是否是最后一个结点,循环双链表不需要
	free(q);

}

11,静态链表:用数组的方式实现链表

初始化:

cpp 复制代码
#define MaxSize 10
typedef struct{
int data;
int next;
}SLinkList[MaxSize];
int main(){
SLinkList a;}

12,顺序表与链表的比较

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