链表（用数组模拟单链表和双链表）_用指针数组单链表

作者：凡人多烦事01 | 2024-05-11 21:15:59

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用指针数组单链表

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用数组模拟链表会更快

单链表 = 数据 + 指针

单链表上的操作
初始化
通常会用头指针来标识一个单链表，头指针为NULL时表示一个空表。但是，为了操作方便，会在单链表的第一个结点之前附加一个结点，称为头结点。头结点的数据域可以不设任何信息，也可以记录表长等信息。头结点的指针域指向线性表的第一个元素结点。如下图所示：

头结点和头指针的区分：不管带不带头结点，头指针始终指向单链表的第一个结点，而头结点是带头结点的单链表中的第一个结点，结点内通常不存储信息。
那么单链表的初始化操作就是申请一个头结点，将指针域置空


// 初始化
void init()
{
    head = -1;  //申请一个头结点，将指针域置空
    idx = 0;
}

一、用数组模拟单链表

模板：


// head存储链表头，e[]存储节点的值，ne[]存储节点的next指针，idx表示当前用到了哪个节点
int head, e[N], ne[N], idx;
 
// 初始化
void init()
{
    head = -1;
    idx = 0;
}
 
// 在链表头插入一个数a
void insert(int a)
{
    e[idx] = a, ne[idx] = head, head = idx ++ ;
}
 
// 将头结点删除，需要保证头结点存在
void remove()
{
    head = ne[head];
}

实现一个单链表，链表初始为空，支持三种操作：

向链表头插入一个数；
删除第 k 个插入的数后面的数；
在第 k 个插入的数后插入一个数。

现在要对该链表进行 M 次操作，进行完所有操作后，从头到尾输出整个链表。

注意:题目中第 k 个插入的数并不是指当前链表的第 k 个数。例如操作过程中一共插入了 n 个数，则按照插入的时间顺序，这 n 个数依次为：第 1 个插入的数，第 2 个插入的数，…第 n 个插入的数。

输入格式

第一行包含整数 M，表示操作次数。

接下来 M 行，每行包含一个操作命令，操作命令可能为以下几种：

H x，表示向链表头插入一个数 x。
D k，表示删除第 k 个插入的数后面的数（当 k 为 0 时，表示删除头结点）。
I k x，表示在第 k 个插入的数后面插入一个数 x（此操作中 k 均大于 0）。

输出格式

共一行，将整个链表从头到尾输出。

数据范围
1 ≤ M ≤ 100000
所有操作保证合法。
输入样例：
10
H 9
I 1 1
D 1
D 0
H 6
I 3 6
I 4 5
I 4 5
I 3 4
D 6
输出样例：
6 4 6 5

AC代码


#include <iostream>
 
using namespace std;
 
const int N = 100010;
 
 
// head 表示头结点的下标
// e[i] 表示节点i的值
// ne[i] 表示节点i的next指针是多少
// idx 存储当前已经用到了哪个点
int head, e[N], ne[N], idx;
 
// 初始化
void init()
{
    head = -1;  //申请一个头结点，将指针域置空
    idx = 0;
}
 
// 将x插到头结点
void add_to_head(int x)
{
    e[idx] = x, ne[idx] = head, head = idx ++ ;  //head = idx ++ 等价于head = idx; idx ++;
                                                   因为 head = idx ++ 也是head先等于idx，然 
                                                   后idx再 + 1
}
 
// 将x插到下标是k的点后面
void add(int k, int x)
{
    e[idx] = x, ne[idx] = ne[k], ne[k] = idx ++ ;
}
 
// 将下标是k的点后面的点删掉
void remove(int k)
{
    ne[k] = ne[ne[k]];
}
 
int main()
{
    int m;
    cin >> m;
 
    init();
 
    while (m -- )
    {
        int k, x;
        char op;
 
        cin >> op;
        if (op == 'H')
        {
            cin >> x;
            add_to_head(x);
        }
        else if (op == 'D')
        {
            cin >> k;
            if (!k) head = ne[head]; //删除头节点，等价于if(k == 0)....
            else remove(k - 1);
        }
        else
        {
            cin >> k >> x;
            add(k - 1, x);
        }
    }
 
    for (int i = head; i != -1; i = ne[i]) cout << e[i] << ' ';
    cout << endl;
 
    return 0;
}

注意：

对于删除头节点：head=ne[head]的操作？
删除头结点是head指向的结点，也就是链表中的第一个结点，【head指向可能是一个空结点（e数组不存值），或者是非空结点。指向的空结点叫头结点，指向的非空结点叫首元结点，即后者并没有头结点这种概念】（这句只针对学过单链表的同学，没学过的同学不用理会这句话）。但是y总并没有区分这个概念，所以删除头结点就是删除链表的第一个有值的结点，即首元结点，head指向ne[head]是因为head本来就指向它的下一个结点，所以ne[head]就是头结点的下一个结点。

二、用数组模拟双链表

双链表（双向链表）

模板：


// e[]表示节点的值，l[]表示节点的左指针，r[]表示节点的右指针，idx表示当前用到了哪个节点
int e[N], l[N], r[N], idx;
 
// 初始化
void init()
{
    //0是左端点，1是右端点
    r[0] = 1, l[1] = 0;
    idx = 2;
}
 
// 在节点a的右边插入一个数x
void insert(int a, int x)
{
    e[idx] = x;
    l[idx] = a, r[idx] = r[a];
    l[r[a]] = idx, r[a] = idx ++ ;
}
 
// 删除节点a
void remove(int a)
{
    l[r[a]] = l[a];
    r[l[a]] = r[a];
}

例题：827. 双链表 - AcWing题库

实现一个双链表，双链表初始为空，支持 55 种操作：

在最左侧插入一个数；
在最右侧插入一个数；
将第 k 个插入的数删除；
在第 k 个插入的数左侧插入一个数；
在第 k 个插入的数右侧插入一个数

现在要对该链表进行 M 次操作，进行完所有操作后，从左到右输出整个链表。

注意:题目中第 k 个插入的数并不是指当前链表的第 k 个数。例如操作过程中一共插入了 n 个数，则按照插入的时间顺序，这 n 个数依次为：第 1 个插入的数，第 2 个插入的数，…第 n 个插入的数。

输入格式

第一行包含整数 M，表示操作次数。

接下来 M 行，每行包含一个操作命令，操作命令可能为以下几种：

L x，表示在链表的最左端插入数 x。
R x，表示在链表的最右端插入数 x。
D k，表示将第 k 个插入的数删除。
IL k x，表示在第 k 个插入的数左侧插入一个数。
IR k x，表示在第 k 个插入的数右侧插入一个数。

输出格式

共一行，将整个链表从左到右输出。

数据范围
1 ≤ M ≤ 100000
所有操作保证合法。

输入样例：
10
R 7
D 1
L 3
IL 2 10
D 3
IL 2 7
L 8
R 9
IL 4 7
IR 2 2
输出样例：
8 7 7 3 2 9


   // 0是左端点，1是右端点
    r[0] = 1, l[1] = 0;
    idx = 2;

（2）在节点k的右边插入一个数x


// 在节点a的右边插入一个数x
void insert(int k, int x)
{
    e[idx] = x;  //先赋值
    l[idx] = k, r[idx] = r[k];
    l[r[k]] = idx, r[k] = idx ++ ;
}

注意：要先写 l [r [k]] = idx;再 r [k] = idx ++ ;不然会导致错误

此外，若想在 k 的左边插入 x，即在 l[k] 的右边插入 x ，可以写成：

void insert(int l[k], int x)

(3)删除节点k


void remove(int k)
{
    l[r[k]] = l[k];
    r[l[k]] = r[k];
}

AC代码：


#include <iostream>
 
using namespace std;
 
const int N = 100010;
 
int m;
int e[N], l[N], r[N], idx;
 
// 在节点a的右边插入一个数x
void insert(int a, int x)
{
    e[idx] = x;
    l[idx] = a, r[idx] = r[a];
    l[r[a]] = idx, r[a] = idx ++ ;
}
 
// 删除节点a
void remove(int a)
{
    l[r[a]] = l[a];
    r[l[a]] = r[a];
}
 
int main()
{
    cin >> m;
 
    // 0是左端点，1是右端点
    r[0] = 1, l[1] = 0;
    idx = 2;
 
    while (m -- )
    {
        string op;
        cin >> op;
        int k, x;
        if (op == "L")
        {
            cin >> x;
            insert(0, x);
        }
        else if (op == "R")
        {
            cin >> x;
            insert(l[1], x);
        }
        else if (op == "D")
        {
            cin >> k;
            remove(k + 1);
        }
        else if (op == "IL")
        {
            cin >> k >> x;
            insert(l[k + 1], x);
        }
        else
        {
            cin >> k >> x;
            insert(k + 1, x);
        }
    }
 
    for (int i = r[0]; i != 1; i = r[i]) cout << e[i] << ' ';
    cout << endl;
 
    return 0;
}

邻接表

邻接表就是n个单链表，比如但链表head[i]存储点i的所有临边

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