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数据结构---线性表

作者：Gausst松鼠会 | 2024-04-17 11:28:15

踩

数据结构---线性表

1，顺序表实现---动态分配


#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：


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：


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）


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

3.2按值查找

动态分配方式：


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：


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：


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：


//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


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


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


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


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


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：


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）


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）：


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：


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：


while(p!=NULL)
{
p=p->next;
}

向前遍历(跳过头结点）：


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：


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：


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：


#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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数据结构---线性表

1，顺序表实现---动态分配

2， 静态分配的插入与删除操作：

2.1插入操作：

2.2，删除操作：

3，顺序表的查找：

3.1按位查找

3.2按值查找

4,链表初始化

4.1不带头结点的单链表的初始化：

4.2，带头结点的单链表的初始化：

5，链表插入操作：

5.1,带头结点，按位序插入：

5.2,不带头节点按位序插入：

5.3,指定节点的后插操作：

5.4前插操作：

6，链表删除操作：

6.1,带头结点按位序删除第i个节点：

6.2,指定节点的删除p：

7,单链表的查找（带头结点）

7.1按位查找

7.2按值查找

求表长：

8，单链表的建立：

8.1尾插法建立单链表

8.2头插法建立单链表

9，双链表（带头结点）：

9.1定义：

9.2插入操作（在p结点后插入s结点）

9.3删除操作（删除p结点的后继节点）：

9.4销毁双链表：

9.5遍历：

10，循环链表：

10.1循环单链表

10.2循环双链表：

11,静态链表：用数组的方式实现链表

2，静态分配的插入与删除操作：