【线性表,线性表中的顺序表和链表】

目录

1、线性表的定义和基本操作

1.1、线性表的定义

线性表是具有相同数据类型 的n(n>0)个数据元素的有限序列

其中n为表长,当n=0时,线性表是一个空表,若用L命名线性表,则其一般表示为:

特点:

  1. 存在唯一的第一个元素;
  2. 存在唯一的最后一个元素;
  3. 除第一个元素外,每个元素均只有一个直接前驱;
  4. 除最后一个元素外,每个元素均只有一个直接后继;

【直接前驱】:指在该序列中位于其前面且紧邻的元素;

【直接后继】:指在该序列中位于其后面且紧邻的元素。

例如:在一个整数数组[1,5,8,10,49]中,元素8的直接前驱为5,直接后继为10。

1.2、线性表的基本操作

  1. InitList(&L):初始化表,构造一个空的线性表L,分配内存空间;
  2. DestroyList(&L):销毁操作,销毁线性表,并释放线性表L所占用的空间;
  3. ListInsert(&L;i,e):插入操作,在线性表L中的第i个位置上插入指定元素e;
  4. ListDelete(&L;i,&e):删除操作,删除线性表L中第i个位置处的元素,并用e返回删除的元素;
  5. LocateElem(L,e):按值查找操作,在表L中查找具有给定关键字值的元素;
  6. GetElem(L,i):按位查找操作,获取表L中第i个位置上的元素的值;
  7. Length(L):求表长,返回线性表L的长度,即L中数据元素的个数;
  8. PrintList(L):输出操作,按照前后顺序输出线性表L中的所有元素值;
  9. Empty(L):判空操作,若L为空表,则返回为true,否则返回false。
    发现在上述操作中,创销增删时传入的是参数的引用,其余操作传入的是参数,涉及到了传值调用传址调用 ,如下:
    1.传值调用
cpp 复制代码
#include<stdio.h>
void test(int x) {
	x = 1024;
	printf("test函数内部 x = %d\n",x);
}

int main() {
	int x = 1;
	printf("调用test前 x = %d\n", x);
	test(x);
	printf("调用test后 x = %d\n", x);

	return 0;
}

程序输出结果为:

2.传址调用

cpp 复制代码
#include<stdio.h>
void test(int &x) {
	x = 1024;
	printf("test函数内部 x = %d\n",x);
}

int main() {
	int x = 1;
	printf("调用test前 x = %d\n", x);
	test(x);
	printf("调用test后 x = %d\n", x);

	return 0;
}

程序输出结果为:

2、顺序表和链表的比较

2.1、顺序表

2.1.1、顺序表的定义和特点

顺序表: 用顺序存储的方式实现线性表顺序存储,把逻辑上相邻的元素存储在物理位置上也相邻的存储单元中,元素之间的关系由存储单元的邻接关系来体现。

顺序表的特点:

  1. 随机访问,即可以在O(1)时间内找到第i个元素;
  2. 存储密度高,每个节点只存储数据元素
  3. 拓展容量不方便,即使使用动态分配的方式实现,拓展长的的时间复杂度也比较高,因为需要把数据复制到新的区域;
  4. 插入删除操作不方便,需要移动大量的元素,时间复杂度为:O(n)。

2.1.2、顺序表的实现

顺序表的实现:顺序表的实现有静态分配动态分配

(1)顺序表的静态分配:
  1. 使用静态数组实现;
  2. 顺序表的表长刚开始确定后就无法再更改(存储空间是静态的)。
cpp 复制代码
#include<stdio.h>
#define MaxSize 10 //定义表长最大值为10

using namespace std;

typedef struct {
    int data[MaxSize];//用静态数组存放数据元素
    int length;//顺序表的当前长度
}ArrayList;//顺序表的定义类型(静态分配方式)

void initList(ArrayList &L) {
    for (int i = 0; i < MaxSize;i++) {
        L.data[i] = 0;//将所有数据元素设置为默认初始值
    }
    L.length = 0;
}
void insertList(ArrayList& L,int i,int e) {

}

int main() {
    ArrayList L;//声明一个顺序表
    initList(L);//初始化一个顺序表
    for (int i =0; i < MaxSize; i++) {
        printf("data[%d] = %d\n", i, L.data[i]);//顺序表的打印
    }
    return 0;
}
(2)顺序表的动态分配
cpp 复制代码
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>//malloc,free的头文件
#define initsize 10 //默认是初始值

typedef struct{
	int* data;
	int MaxSize;//顺序表的最大容量
	int length;//顺序表的当前长度
}Seqlist;

void initlist(Seqlist& L) {
    //用malloc函数申请一片连续的存储的空间
	L.data = (int*)malloc(initsize * sizeof(int));
	L.length = 0;
	L.MaxSize = initsize;
}

void increaseSize(Seqlist &L,int len) {
	int* p = L.data;
	L.data = (int*)malloc((L.MaxSize + len) * sizeof(int));
	for (int i = 0; i < L.length;i++) {
		L.data[i] = p[i];//将原有数据复制到新区域
	}
	L.MaxSize = L.MaxSize + len;//顺序表的最大长度增加len
	free(p);//释放原来的内存空间
	
}

int main() {
	Seqlist L;
	initlist(L);
	increaseSize(L,5);
	return 0;
}

2.1.3、顺序表的基本操作:

(1)插入操作

ListInsert(&L,i,e):在第i个位置处插入指定元素e,平均时间复杂度为:O(n)

cpp 复制代码
#define MaxSize 10    //定义最大长度
typedef struct{
	int data[MaxSize];  //用静态的数组存放数据
	int length;         //顺序表的当前长度
}SqList;                //顺序表的类型定义  
 
bool ListInsert(SqList &L, int i, int e){ 
    if(i<1||i>L.length+1)    //判断i的范围是否有效
        return false;
    if(L.length>=MaxSize) //当前存储空间已满,不能插入  
        return false;
 
    for(int j=L.length; j>=i; j--){    //将第i个元素及其之后的元素后移
        L.data[j]=L.data[j-1];
    }
    L.data[i-1]=e;  //在位置i处放入e
    L.length++;      //长度加1
    return true;
}
 
int main(){ 
	SqList L;   //声明一个顺序表
	InitList(L);//初始化顺序表
	//...此处省略一些代码;插入几个元素
 
	ListInsert(L,3,3);   //再顺序表L的第三行插入3
 
	return 0;
}
(2)删除操作

ListDelete(&L,i,&e):删除表L中第i个位置处的元素,并用e返回删除元素的值,平均时间复杂度为:O(n)

cpp 复制代码
#define MaxSize 10
 
typedef struct {
	int data[MaxSize];
	int length;
} SqList;
 
// 删除顺序表i位置的数据并存入e
bool ListDelete(SqList &L, int i, int &e) {
	if (i < 1 || i > L.length) // 判断i的范围是否有效
		return false;
	e = L.data[i-1]; // 将被删除的元素赋值给e 
	for (int j = i; j < L.length; j++) //将第i个位置后的元素前移 
		L.data[j-1] = L.data[j];
	L.length--;
	return true; 
}
 
int main() {
	SqList L;
	InitList(L);
	int e = -1;
	if (ListDelete(L, 3, e))
		printf("已删除第3个元素,删除元素值为%d\n", e);
	else
		printf("位序i不合法,删除失败\n"); 
	return 0; 
} 
(3)按位查找

GetElem(L,i):获取顺序表L中第i个位置上的元素,平均时间复杂度为:O(1)

cpp 复制代码
// 静态分配的按位查找
#define MaxSize 10
 
typedef struct {
	ElemType data[MaxSize]; 
	int length;
}SqList;
 



ElemType GetElem(SqList L, int i) {
	return L.data[i-1];
}
cpp 复制代码
// 动态分配的按位查找
#define InitSize 10
 
typedef struct {
	ElemType *data;
	int MaxSize;
	int length;
}SeqList;
 
ElemType GetElem(SeqList L, int i) {
	return L.data[i-1];
}
(4)按值查找

LocateElem(L,e):在表L中查找具有给的那个关键字值的元素,平均时间复杂度为:O(n)

cpp 复制代码
#define InitSize 10          //定义最大长度 
typedef struct{
    ElemTyp *data;           //用静态的"数组"存放数据元素 
    int Length;              //顺序表的当前长度
}SqList;   
 
//在顺序表L中查找第一个元素值等于e的元素,并返回其位序
int LocateElem(SqList L, ElemType e){
    for(int i=0; i<L.lengthl i++)
        if(L.data[i] == e)  
            return i+1;     //数组下标为i的元素值等于e,返回其位序i+1
    return 0;               //推出循环,说明查找失败
}
//调用LocateElem(L,9)

2.2、链表

2.2.1、链表的定义及特点

单链表: 用链式存储实现了线性结构,一个结点存储一个数据元素,各结点间的前后关系用一个指针表示。

特点:

  1. 优点:不要求大片连续空间,改变容量方便
  2. 缺点:不可随机存取,要耗费一定空间存放指针
cpp 复制代码
//定义单链表结点类型
typedef struct LNode{
    ElemType data;//数据域
    struct LNode *next;//指针域
}LNode, *LinkList;

强调这是一个结点的时候用LNode*;

强调这是一个单链表的时候用LinkList。

2.2.2、链表的实现方式

(1)带头结点

写代码更方便,头结点不存储数据,头结点指向的下一个结点才存放实际数据;

cpp 复制代码
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>

typedef int ElemType;

typedef struct LNode {
    ElemType data;
    struct LNode* next;
}LNode, * LinkList;

//初始化一个单链表(带头结点)
bool initList(LinkList& L) {
    L = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));//头指针指向的结点,分配一个头结点(不存储数据)
    if (L == NULL)
        return false;//内存不足,分配失败
    L->next = NULL;//头结点之后暂时还没有结点
    return true;
}

void test() {
    LinkList L;
    initList(L);
    //...
}

//判断单链表是否为空(带头结点)
bool Empty(LinkList L) {
    if (L->next == NULL)
        return true;
    else return false;
}
(2)不带头结点:

麻烦,对第一个数据结点与后续数据结点的处理需要用不同的代码逻辑,对空表和非空表的处理需要用到不同的代码逻辑。

cpp 复制代码
typedef struct LNode{
    ElemType data;
    struct LNode *next;
}LNode, *LinkList;
 
//初始化一个空的单链表
bool InitList(LinkList &L){
    L = NULL; //空表,暂时还没有任何结点
    return true;
}
 
void test(){
    LinkList L;  //声明一个指向单链表的头指针
    //初始化一个空表
    InitList(L);
    ...
}
 
//判断单链表是否为空
bool Empty(LinkList L){
    return (L==NULL)
}

2.2.3、单链表的基本操作

(1)单链表的插入

ListInsert(&L,i,e): 在表L中第i个位置处插入一个元素e。找到第i-1个结点(前驱结点),将新结点插入其后,其中头结点可以看做第0个结点,故i=1时也适用。

平均时间复杂度为:O(n)

cpp 复制代码
//带头结点的插入
typedef struct LNode
{
    ElemType data;
    struct LNode *next;
}LNode, *LinkList;
 
//在第i个位置插入元素e(带头结点)
bool ListInsert(LinkList &L, int i, ElemType e)
{  
    //判断i的合法性, i是位序号(从1开始)
    if(i<1)
        return False;
    
    LNode *p;       //指针p指向当前扫描到的结点 
    int j=0;        //当前p指向的是第几个结点
    p = L;          //L指向头结点,头结点是第0个结点(不存数据)
 
    //循环找到第i-1个结点
    while(p!=NULL && j<i-1){     //如果i>lengh, p最后会等于NULL
        p = p->next;             //p指向下一个结点
        j++;
    }
 
    if (p==NULL)                 //如果p指针知道最后再往后就是NULL
        return false;
    
    //在第i-1个结点后插入新结点
    LNode *s = (LNode *)malloc(sizeof(LNode)); //申请一个结点
    s->data = e;
    s->next = p->next;
    p->next = s;                 //将结点s连到p后,后两步千万不能颠倒
 
    return true;
}

不带头结点插入时,不存在第0个结点,因此!i = 1时,需要特殊处理:(插入删除)第1个元素时,需要更改头指针L;

cpp 复制代码
typedef struct LNode
{
    ElemType data;
    struct LNode *next;
}LNode, *LinkList;
 
bool ListInsert(LinkList &L, int i, ElemType e)
{
    if(i<1)
        return false;
    
    //插入到第1个位置时的操作有所不同!
    if(i==1){
        LNode *s = (LNode *)malloc(size of(LNode));
        s->data =e;
        s->next =L;
        L=s;          //头指针指向新结点
        return true;
    }
 
    //i>1的情况与带头结点一样!唯一区别是j的初始值为1
    LNode *p;       //指针p指向当前扫描到的结点 
    int j=1;        //当前p指向的是第几个结点
    p = L;          //L指向头结点,头结点是第0个结点(不存数据)
 
    //循环找到第i-1个结点
    while(p!=NULL && j<i-1){     //如果i>lengh, p最后会等于NULL
        p = p->next;             //p指向下一个结点
        j++;
    }
 
    if (p==NULL)                 //i值不合法
        return false;
    
    //在第i-1个结点后插入新结点
    LNode *s = (LNode *)malloc(sizeof(LNode)); //申请一个结点
    s->data = e;
    s->next = p->next;
    p->next = s;          
    return true;
 
}
(2)指定结点的后插操作

InsertNextNode(LNode *p, ElemType e);

给定一个结点p,在其后插入元素e,根据单链表的链表指针只能往后查找的逻辑关系,故给定一个结点p,p之后的结点我们可以知道,之前的就无法得知了。

cpp 复制代码
typedef struct LNode
{
    ElemType data;
    struct LNode *next;
}LNode, *LinkList;
 
bool InsertNextNode(LNode *p, ElemType e)
{
    if(p==NULL){
        return false;
    }
 
    LNode *s = (LNode *)malloc(sizeof(LNode));
    //某些情况下分配失败,比如内存不足
    if(s==NULL)
        return false;
    s->data = e;          //用结点s保存数据元素e 
    s->next = p->next;
    p->next = s;          //将结点s连到p之后
 
    return true;
}                         //平均时间复杂度 = O(1)
 
 
//有了后插操作,那么在第i个位置上插入指定元素e的代码可以改成:
bool ListInsert(LinkList &L, int i, ElemType e)
{  
    if(i<1)
        return False;
    
    LNode *p;       //指针p指向当前扫描到的结点 
    int j=0;        //当前p指向的是第几个结点
    p = L;          //L指向头结点,头结点是第0个结点(不存数据)
 
    //循环找到第i-1个结点
    while(p!=NULL && j<i-1){     //如果i>lengh, p最后4鸟会等于NULL
        p = p->next;             //p指向下一个结点
        j++;
    }
 
    return InsertNextNode(p, e)
}
 
(3)指定结点的前插操作

设待插入结点为s,将s插入到结点p的前面,我们仍然可以将结点s插入到结点p之后,然后将p->data和s->data进行交换,这样既满足了逻辑关系,又能使得时间复杂度为O(n)。

cpp 复制代码
//前插操作:在p结点之前插入元素e
bool InsertPriorNode(LNode *p, ElenType e){
    if(p==NULL)
        return false;
    
    LNode *s = (LNode *)malloc(sizeof(LNode));
    if(s==NULL) //内存分配失败
        return false;
 
    //重点来了!
    s->next = p->next;
    p->next = s;       //新结点s连到p之后
    s->data = p->data; //将p中元素复制到s
    p->data = e;       //p中元素覆盖为e
 
    return true;
} 
(4)单链表的删除
1)按位序删除结点

ListDelete(&L,i,&e):删除表L中第i个位置上的元素,并用e来返回删除元素的值;头结点视为第0个结点;

思路:找到第i-1个结点,将其指针指向第i+1个结点,并释放第i个结点

cpp 复制代码
typedef struct LNode{
    ElemType data;
    struct LNode *next;
}LNode, *LinkList;
 
bool ListDelete(LinkList &L, int i, ElenType &e){
    if(i<1) return false;
 
    LNode *p;       //指针p指向当前扫描到的结点 
    int j=0;        //当前p指向的是第几个结点
    p = L;          //L指向头结点,头结点是第0个结点(不存数据)
 
    //循环找到第i-1个结点
    while(p!=NULL && j<i-1){     //如果i>lengh, p最后会等于NULL
        p = p->next;             //p指向下一个结点
        j++;
    }
 
    if(p==NULL) 
        return false;
    if(p->next == NULL) //第i-1个结点之后已无其他结点
        return false;
 
    LNode *q = p->next;         //令q指向被删除的结点
    e = q->data;                //用e返回被删除元素的值
    p->next = q->next;          //将*q结点从链中"断开"
    free(q)                     //释放结点的存储空间
 
    return true;
}
2)指定结点的删除
cpp 复制代码
bool DeleteNode(LNode *p){
    if(p==NULL)
        return false;
    
    LNode *q = p->next;      //令q指向*p的后继结点
    p->data = p->next->data; //让p和后继结点交换数据域
    p->next = q->next;       //将*q结点从链中"断开"
    free(q);
    return true;
} //时间复杂度 = O(1)
 
(5)单链表的查找
1)按位查找

GetElem(L,i):按位查找操作,获取表L中第i个位置上的元素

平均时间复杂度:O(n)

cpp 复制代码
LNode * GetElem(LinkList L, int i){
    if(i<0) return NULL;
    
    LNode *p;               //指针p指向当前扫描到的结点
    int j=0;                //当前p指向的是第几个结点
    p = L;                  //L指向头结点,头结点是第0个结点(不存数据)
    while(p!=NULL && j<i){  //循环找到第i个结点
        p = p->next;
        j++;
    }
 
    return p;               //返回p指针指向的值
}
 
2)按值查找

GetElem(L,e):按值查找操作,在表L中查找具有关键字值e的元素;

平均时间复杂度:O(n)

cpp 复制代码
LNode * LocateElem(LinkList L, ElemType e){
    LNode *P = L->next;    //p指向第一个结点
    //从第一个结点开始查找数据域为e的结点
    while(p!=NULL && p->data != e){
        p = p->next;
    }
    return p;           //找到后返回该结点指针,否则返回NULL
}
 
(6)求单链表的长度

Length(LinkList L):计算单链表中数据结点的个数(不含头结点),需要从第一个结点开始顺序依次访问表中的每个结点;

平均时间复杂度:O(n)

cpp 复制代码
int Length(LinkList L){
    int len=0;       //统计表长
    LNode *p = L;
    while(p->next != NULL){
        p = p->next;
        len++;
    }
    return len;
}
(7)单链表的建立
  1. 初始化一个单链表
  2. 每次去一个数据元素,插入到表尾或表头
1)尾插法建立单链表

平均时间复杂度:O(n)

思路:每次都将新结点插入到当前链表的末尾,所以必须增加一个尾指针r,使其始终指向当前链表的为结点

优点:生成的链表中结点的次序和输入数据的顺序会一致

cpp 复制代码
// 使用尾插法建立单链表L
LinkList List_TailInsert(LinkList &L){   
    int x;			//设ElemType为整型int  
    L = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));     //建立头结点(初始化空表)     
    LNode *s, *r = L;                        //r为表尾指针    
    scanf("%d", &x);                         //输入要插入的结点的值   
    while(x!=9999){                          //输入9999表示结束     
        s = (LNode *)malloc(sizeof(LNode));    
        s->data = x;           
        r->next = s;           
        r = s;                               //r指针指向新的表尾结点     
        scanf("%d", &x);       
    }    
    r->next = NULL;                          //尾结点指针置空      
    return L;
}
2)头插法建立单链表

平均时间复杂度:O(n)

cpp 复制代码
LinkList List_HeadInsert(LinkList &L){       //逆向建立单链表
    LNode *s;
    int x;
    L = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));     //建立头结点
    L->next = NULL;                          //初始为空链表,这步不能少!
 
    scanf("%d", &x);                         //输入要插入的结点的值
    while(x!=9999){                          //输入9999表结束
        s = (LNode *)malloc(sizeof(LNode));  //创建新结点
        s->data = x;
        s->next = L->next;
        L->next = s;                         //将新结点插入表中,L为头指针
        scanf("%d", &x);   
    }
    return L;
   
}
3)链表的逆置

算法思想:逆置链表初始为空,原表结点从原链表中依次删除,再逐个插入逆置链表的表头(即"头插"到逆置链表中),使它成为逆置链表的新的第一个结点,如此循环,直至原链表为空;

cpp 复制代码
LNode *Inverse(LNode *L)
{
	LNode *p, *q;
	p = L->next;     //p指针指向第一个结点
	L->next = NULL;  //头结点指向NULL
 
	while (p != NULL){
		q = p;
		p = p->next;
		q->next = L->next;  
		L->next = q;
	}
	return L;

2.2.4、双链表

对双链表中结点的描述:

cpp 复制代码
//定义双链表结点类型
typedef struct DNode{
    ElemType data;//定义数据域
    struct DNode *prior, *next;//前驱指针和后继指针
}DNode,*DLinkList;
2.2.4.1、双链表的初始化(带头结点)
cpp 复制代码
#include<stdlib.h>

typedef struct DNode {
	ElemType data;
	struct DNode* prior, * next;
}DNode, *DLinkList;

bool initlist(DLinkList &DL) {
	DL = (DNode*)malloc(sizeof(DNode));//分配一个结点
	if (DL == NULL)//内存不足,分配失败
		return false;

	DL->prior = NULL;//头结点的prior永远指向NULL
	DL->next = NULL;//头结点之后还没有结点
	return true;
}

void testDLinkList() {
	//初始化双链表
	DLinkList DL;
	initlist(DL);

}
//判断双链表是否为空
bool Empty(DLinkList DL) {
	if (DL->next == NULL)//判断头结点的next指针是否为空
		return false;
	else return true;
}
2.2.4.2、双链表的插入(后插)
cpp 复制代码
//将结点p插到结点s之后
bool InsertNextDNode(DNode *s, DNode *p){
    if(p == NULL || s == NULL)
        return false;
    
    p->next = s->next;
    if(s->next != NULL)//s不是最后一个结点(s有后继结点)
        s->next->prior = p;
    p->prior = s;
    s->next = p;
}
2.2.4.3、双链表的删除(后删)和销毁
cpp 复制代码
bool DeleteNextDNode(DNode *p){
    if(p == NULL) 
        return false;
    DNode *q = p->next;
    if(q == NULL)
        return false;
    p->next = q->next;
    if(q->next != NULL)
        q->next->prior = p;
    free(q);
    return true;
}
//销毁一个双链表
bool DestroyDLinkLIst(DLinkList &DL){
    //循环释放每一个结点
    while(DL->next !=NULL){
        DeleteNextDNode(DL);//删除头结点的后继节点
    free(DL);//释放头结点
    DL = NULL;//头结点指向空
    }
}
2.2.4.4、双链表的遍历
1)前向遍历
cpp 复制代码
while(P != NULL){
    //对结点p做相应处理,eg.打印
    p = p->prior;
}
2)后向遍历
cpp 复制代码
while(P != NULL){
    //对结点p做相应处理,eg.打印
    p = p->next;
}

注意:双链表不可以随机存取,按位查找和按值查找都只能用遍历的方式实现,时间复杂度为O(n)。

2.2.5、循环链表

2.2.5.1、循环单链表

最后一个结点的指针不是指向NULL而是指向头结点

cpp 复制代码
typedef struct LNode{            
    ElemType data;               
    struct LNode *next;  
}DNode, *Linklist;
 
/初始化一个循环单链表
bool InitList(LinkList &L){
    L = (LNode *)malloc(sizeof(LNode)); //分配一个头结点
    if(L==NULL)             //内存不足,分配失败
        return false;
    L->next = L;            //头结点next指针指向头结点
    return true;
}
 
//判断循环单链表是否为空(终止条件为p或p->next是否等于头指针)
bool Empty(LinkList L){
    if(L->next == L)
        return true;    //为空
    else
        return false;
}
 
//判断结点p是否为循环单链表的表尾结点
bool isTail(LinkList L, LNode *p){
    if(p->next == L)
        return true;
    else
        return false;
}

单链表和循环单链表的比较:

1. 单链表: 从一个结点出发,只能找到该结点后面的各个结点;对链表的操作大多都在头部或尾部;设立头指针,从头结点找到尾部得到时间复杂度为O(n),即对表尾操作需要O(n)的时间复杂度。
2. 循环单链表: 从表中任一个结点出发,可以找到该表中所有其他结点;设立尾指针,从尾部找到头部的时间复杂度为O(1),即对表头和表尾操作的时间复杂度都只需要O(1)的时间复杂度。
3. 循环单链表的优点: 从表中任一个结点出发,可以找到该表中所有其他结点;

2.2.5.2、循环双链表

表头结点的前驱结点prior指向表尾结点,表尾结点的后继结点next指向表头结点。

cpp 复制代码
typedef struct DNode{          
    ElemType data;               
    struct DNode *prior, *next;  
}DNode, *DLinklist;
 
//初始化空的循环双链表
bool InitDLinkList(DLinklist &L){
    L = (DNode *) malloc(sizeof(DNode));    //分配一个头结点
    if(L==NULL)            //内存不足,分配失败
        return false;  
    L->prior = L;          //头结点的prior指向头结点
    L->next = L;           //头结点的next指向头结点
}
 
void testDLinkList(){
    //初始化循环单链表
    DLinklist L;
    InitDLinkList(L);
    //...
}
 
//判断循环双链表是否为空
bool Empty(DLinklist L){
    if(L->next == L)
        return true;
    else
        return false;
}
 
//判断结点p是否为循环双链表的表尾结点
bool isTail(DLinklist L, DNode *p){
    if(p->next == L)
        return true;
    else
        return false;
}
 
2.2.5.3、循环链表的插入
cpp 复制代码
bool InsertNextDNode(DNode *p, DNode *s){ 
    s->next = p->next;
    p->next->prior = s;
    s->prior = p;
    p->next = s;
2.2.5.4、循环链表的删除
cpp 复制代码
//删除p的后继结点q
p->next = q->next;
q->next->prior = p;
free(q);

2.2.6、静态链表

2.2.6.1、静态链表的定义

用数组的方式来描述线性表的链式存储结构:分配一整片连续的内存空间,各个结点集中安置,包括了数据元素和下一个结点的数组下标(游标)。

cpp 复制代码
#define MaxSize 10        //静态链表的最大长度
 
struct Node{              //静态链表结构类型的定义
    ElemType data;        //存储数据元素
    int next;             //下一个元素的数组下标(游标)
};
 
//用数组定义多个连续存放的结点
//相当于typedef struct Node SLinkList[MaxSize]; 重命名struct Node,用SLinkList定义"一个长度为MaxSize的Node型数组;
void testSLinkList(){
    struct Node a[MaxSize];  //数组a作为静态链表, 每一个数组元素的类型都是struct Node
    //...
}

或者是

cpp 复制代码
#define MaxSize 10        //静态链表的最大长度
 
typedef struct{           //静态链表结构类型的定义
    ELemType data;        //存储数据元素
    int next;             //下一个元素的数组下标
}SLinkList[MaxSize];
 
void testSLinkList(){
    SLinkList a;
}

2.3、顺序表和链表的比较

逻辑结构 存储结构 创建 销毁 增/删
顺序表 线性表 顺序存储 优点 :支持随机存取,存储密度高 缺点:大片连续空间分配不方便,改变容量不方便 静态分配:需要预分配大片连续空间,若空间太小,拓展容量不方便,若太大又浪费内存资源;动态分配:可以改变容量,但是需要移动大量元素,时间代价高 对于静态数组,系统会自动回收;对于动态分配,需要手动进行free() 插入/删除元素需要将后续元素进行后移/前移,时间复杂度为O(n),时间开销主要来自移动元素 按位查找:O(1);按值查找:O(n),若表内元素有序,则可以在O(log2n)时间内找到
链表 线性表 链式存储 优点 :离散的小空间分配方便,改变容量方便 缺点:不可随机存取,存储密度低 只需要分配一个头结点或者声明一个头指针 利用后删从头结点依次删除后续结点,最后释放头结点 插入/删除元素只需要修改指针,时间复杂度为O(n),时间开销主要来自查找目标元素 按位查找:O(n);按值查找:O(n)
顺序表 链表
弹性(可扩容) 不嘻嘻 嘻嘻
增/删 不嘻嘻 嘻嘻
嘻嘻 不嘻嘻
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