目录
2.1线性表的定义
2.2线性表的基础操作
2.3顺序表的定义
2.4顺序表的基本操作
2.5 线性表的链式表示
2.1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:
L=(a1, a2, ... ,ai,..., an)
几个概念:
- ai是线性表中的“第i个”元素线性表中的位序。
- a1是表头元素;an是表尾元素。
- 除第一个元素外,每个元素有且仅有一个直接前驱:除最后一个元素外,每个元素有且仅有一个直接后继。
2.2线性表的基础操作
- InitList(&L):初始化表。构造一个空的线性表L,分配内存空间。
- DestroyList(&L): 销毁操作。销毁线性表,并释放线性表L所占用的内存空间。
- ListInsert(&L;i,e): 插入操作。在表L中的第i个位置上插入指定元素e。
- ListDelete(&L,i,&e): 删除操作。删除表L中第i个位置的元素,并用e返回删除元素的值。
- 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GetElem(L,i): 按位查找操作。获取表L中第i个位置的元素的值。
其他常用操作:
- Length(L):求表长。返回线性表L的长度,即L中数据元素的个数。
- PrintList(L):输出操作。按前后顺序输出线性表L的所有元素值。
- Empty(L):判空操作。若L为空表,则返回true,否则返回false。
什么时候要传入参数的引用“&“-- 对参数的修改结果需要“带回来”看下面举例:
首先是传值调用:
#include<stdio.h>
void test(int x) //形参是实参的临时拷贝
{
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); //这里的x改变了并没有传回来
printf("调用test后 x=%d\n",x);
return 0;
}
//输出为:
//调用test前 x=1
//test函数内部 x=1024
//调用test后 x=1
//请按任意键继续. . .
然后再看传址调用
#include<stdio.h>
void test(int &x) //把x的地址传到函数
{
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); //这里的x通过函数传回来值改变了
printf("调用test后 x=%d\n",x);
return 0;
}
//输出为:
//调用test前 x=1
//test函数内部 x=1024
//调用test后 x=1024
//请按任意键继续. . .
2.3顺序表的定义
我们看完线性表的逻辑结构和基本运算,现在继续学习物理结构:顺序表
顺序表一一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。
【顺序表的静态分配】
顺序表的表长刚开始确定后就无法更改(存储空间是静态的)
//顺序表的实现--静态分配
#include<stdio.h>
#define MaxSize 10 //定义表的最大长度
typedef struct{
int data[MaxSize];//用静态的"数组"存放数据元素
int length; //顺序表的当前长度
}SqList; //顺序表的类型定义(静态分配方式)
void InitList(SqList &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;
}
int main()
{
SqList 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]);
}
return 0;
}
【顺序表的动态分配】
//顺序表的实现——动态分配
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h> //malloc、free函数的头文件
#define InitSize 10 //默认的最大长度
typedef struct
{
int *data; //指示动态分配数组的指针
int MaxSize; //顺序表的最大容量
int length; //顺序表的当前长度
}SeqList;
//初始化
void InitList(SeqList &L)
{
//用malloc 函数申请一片连续的存储空间
L.data =(int*)malloc(InitSize*sizeof(int)) ;
L.length=0;
L.MaxSize=InitSize;
}
//增加动态数组的长度
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]; //将数据复制到新区域
}
L.MaxSize=L.MaxSize+len; //顺序表最大长度增加len
free(p); //释放原来的内存空间
}
int main(void)
{
SeqList L; //声明一个顺序表
InitList(L); //初始化顺序表
IncreaseSize(L,5);
return 0;
}
【顺序表的特点】
- 1.随机访问,即可以在 O(i) 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(即便采用动态分配的方式实现,拓展长度的时间复杂度也比较高)
- 4.插入、删除操作不方便,需要移动大量元素
2.4顺序表的基本操作
【插入操作】
ListInsert(&L,i,e): 插入操作。在表L中的第i个位置上插入指定元素e。
平均时间复杂度 = O(n)
#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;
}
【删除操作】
ListDelete(&Li,&e): 删除操作。删除表L中第i个位置的元素,并用e返回删除元素的值。
平均时间复杂度 = O(n)
bool LisDelete(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=L.length; j>=i; j--)
{
L.data[j-1]=L.data[j]; //将第i个后的元素前移
}
L.length--; //长度减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
int e = -1; //用变量e把删除的元素带回来
if(ListDelete(L,3,e))
{
printf("已经删除第3个元素,删除元素值为=%d\n",e);
}
else
{
printf("为序i不合法,删除失败\n");
}
return 0;
}
顺序表的查找
【顺序表的按位查找】
GetElem(L,):按位查找操作。获取表L中第i个位置的元素的值
平均时间复杂度O(1)
#define MaxSize 10 //定义最大长度
typedef struct
{
ElemType data[MaxSize]; //用静态的“数组”存放数据元素
int Length; //顺序表的当前长度
}SqList; //顺序表的类型定义
ElemType GetElem(SqList L, int i)
{
// ...判断i的值是否合法
return L.data[i-1]; //注意是i-1
}
【顺序表的按值查找】
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
平均时间复杂度 =o(n)
#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)
2.5 线性表的链式表示
我们先学习单链表
【单链表】
线性表的链式存储又称单链表,它是指通过一组任意的存储单元来存储线性表中的数据元素
typedef struct LNode
{ //定义单链表结点类型
ElemType data; //数据域
struct LNode *next;//指针域
}LNode, *LinkList;
【单链表的两种实现方式】
不带头节点
typedef struct LNode{
ElemType data;
struct LNode *next;
}LNode, *LinkList;
//初始化一个空的单链表
bool InitList(LinkList &L)
{ //注意用引用 &
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指针: 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)
{
if (L == NULL)
return true;
else
return false;
}
带头节点
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) //内存不足,分配失败
return false;
L -> next = NULL; //头结点之后暂时还没有结点
return true;
}
void test()
{
LinkList L; //声明一个指向单链表的指针: 头指针
//初始化一个空表
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;
}
带头结点和不带头结点的比较:
- 不带头结点:写代码麻烦!对第一个数据节点和后续数据节点的处理需要用不同的代码逻辑,对空表和非空表的处理也需要用不同的代码逻辑; 头指针指向的结点用于存放实际数据;
- 带头结点:头指针指向的头结点不存放实际数据,头结点指向的下一个结点才存放实际数据;
【单链表的基本操作】
按位序插入(带头结点)
- Listlnsert(&Li,e): 插入操作。在表L中的第i个位置上插入指定元素e
- 找到第i-1个结点(前驱结点),将新结点插入其后;其中头结点可以看作第0个结点,故i=1时也适用。
- 平均时间复杂度:O(n)
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) //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; //将结点s连到p后,后两步千万不能颠倒qwq
return true;
}
按位序插入(不带头结点)
- Listlnsert(&L,i,e): 插入操作。在表L中的第i个位置上插入指定元素e。将新结点插入其后;
- 因为不带头结点,所以不存在“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;
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;
}
【指定结点的后插操作】
- InsertNextNode(LNode *p, ElemType e);
- 给定一个结点p,在其之后插入元素e; 根据单链表的链接指针只能往后查找,故给定一个结点p,那么p之后的结点我们都可知,但是p结点之前的结点无法得知
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)
}
【指定结点的前插操作】
设待插入结点是s,将s插入到p的前面。我们仍然可以将s插入到*p的后面。然后将p->data与s->data交换,这样既能满足了逻辑关系,又能是的时间复杂度为O(1)
//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;
} //时间复杂度为O(1)
【按位序删除节点】
- ListDelete(&L, i, &e): 删除操作,删除表L中第i个位置的元素,并用e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
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;
}
【指定结点的删除】
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)
单链表的查找
【单链表的按位查找】
- GetElem(L, i): 按位查找操作,获取表L中第i个位置的元素的值;
- 平均时间复杂度O(n)
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
}
【单链表的按值查找】
- 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;
- 平均时间复杂度:O(n)
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
}
【求单链表的长度】
- Length(LinkList L):计算单链表中数据结点(不含头结点)的个数,需要从第一个结点看是顺序依次访问表中的每个结点。
- 算法的时间复杂度为O(n)
int Length(LinkList L){
int len=0; //统计表长
LNode *p = L;
while(p->next != NULL){
p = p->next;
len++;
}
return len;
}
【单链表的建立】
头插法、尾插法:核心就是初始化操作、指定结点的后插操作
【头插法建立单链表】
- 平均时间复杂度O(n)
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;
}
【尾插法建立单链表】
- 时间复杂度O(n)
思路:每次将新节点插入到当前链表的表尾,所以必须增加一个尾指针r,使其始终指向当前链表的尾结点。好处:生成的链表中结点的次序和输入数据的顺序会一致。
LinkList List_TailInsert(LinkList &L){ //正向建立单链表
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;
}
【链表的逆置】
算法思想:逆置链表初始为空,原表中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;
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;
【双链表】
双链表中节点类型的描述
typedef struct DNode{ //定义双链表结点类型
ElemType data; //数据域
struct DNode *prior, *next; //前驱和后继指针
}DNode, *DLinklist;
双链表的初始化(带头结点)
typedef struct DNode{ //定义双链表结点类型
ElemType data; //数据域
struct DNode *prior, *next; //前驱和后继指针
}DNode, *DLinklist;
//初始化双链表
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 = NULL; //头结点的prior指针永远指向NULL
L->next = NULL; //头结点之后暂时还没有结点
return true;
}
void testDLinkList(){
//初始化双链表
DLinklist L; // 定义指向头结点的指针L
InitDLinkList(L); //申请一片空间用于存放头结点,指针L指向这个头结点
//...
}
//判断双链表是否为空
bool Empty(DLinklist L){
if(L->next == NULL) //判断头结点的next指针是否为空
return true;
else
return false;
}
【双链表的插入操作】
后插操作
InsertNextDNode(p, s): 在p结点后插入s结点
bool InsertNextDNode(DNode *p, DNode *s){ //将结点 *s 插入到结点 *p之后
if(p==NULL || s==NULL) //非法参数
return false;
s->next = p->next;
if (p->next != NULL) //p不是最后一个结点=p有后继结点
p->next->prior = s;
s->prior = p;
p->next = s;
return true;
}
【双链表的删除操作】
删除p节点的后继节点
//删除p结点的后继结点
bool DeletNextDNode(DNode *p){
if(p==NULL) return false;
DNode *q =p->next; //找到p的后继结点q
if(q==NULL) return false; //p没有后继结点;
p->next = q->next;
if(q->next != NULL) //q结点不是最后一个结点
q->next->prior=p;
free(q);
return true;
}
//销毁一个双链表
bool DestoryList(DLinklist &L){
//循环释放各个数据结点
while(L->next != NULL){
DeletNextDNode(L); //删除头结点的后继结点
free(L); //释放头结点
L=NULL; //头指针指向NULL
}
}
【双链表的遍历操作】
前向遍历
while(p!=NULL){
//对结点p做相应处理,eg打印
p = p->prior;
}
后向遍历
while(p!=NULL){
//对结点p做相应处理,eg打印
p = p->next;
}
注意:双链表不可随机存取,按位查找和按值查找操作都只能用遍历的方式实现,时间复杂度为O(n)
【循环链表】
【循环单链表】
最后一个结点的指针不是NULL,而是指向头结点
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:
- 单链表:从一个结点出发只能找到该结点后续的各个结点;对链表的操作大多都在头部或者尾部;设立头指针,从头结点找到尾部的时间复杂度=O(n),即对表尾进行操作需要O(n)的时间复杂度;
- 循环单链表:从一个结点出发,可以找到其他任何一个结点;设立尾指针,从尾部找到头部的时间复杂度为O(1),即对表头和表尾进行操作都只需要O(1)的时间复杂度;
优点:从表中任一节点出发均可找到表中其他结点。
【循环双链表 】
表头结点的prior指向表尾结点,表尾结点的next指向头结点
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;
}
【循环链表的插入】
bool InsertNextDNode(DNode *p, DNode *s){
s->next = p->next;
p->next->prior = s;
s->prior = p;
p->next = s;
【循环链表的删除】
//删除p的后继结点q
p->next = q->next;
q->next->prior = p;
free(q);
【静态链表】
-
单链表:各个结点散落在内存中的各个角落,每个结点有指向下一个节点的指针(下一个结点在内存中的地址);
-
静态链表: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and下一个结点的数组下标(游标)
【静态链表用代码表示】
#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
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:
#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;
}
相当于:
#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)
};
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;
【顺序表和链表的比较】
【逻辑结构】
- 顺序表和链表都属于线性表,都是线性结构
【存储结构】
-
顺序表: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
-
链表: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
【基本操作 - 创建】
- 顺序表:需要预分配大片连续空间。若分配空间过小,则之后不方便拓展容量;若分配空间过大,则浪费内存资源;
- 静态分配:静态数组,容量不可改变
- 动态分配:动态数组,容量可以改变,但是需要移动大量元素,时间代价高(malloc(),free())
- 链表:只需要分配一个头结点或者只声明一个头指针
【基本操作 - 销毁】
- 静态数组——系统自动回收空间
- 动态分配:动态数组——需要手动free()
【基本操作-增/删】
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顺序表:插入/删除元素要将后续元素后移/前移;时间复杂度=O(n),时间开销主要来自于移动元素;
-
链表:插入/删除元素只需要修改指针;时间复杂度=O(n),时间开销主要来自查找目标元素
【基本操作-查】
顺序表
- 按位查找:O(1)
- 按值查找:O(n),若表内元素有序,可在O(log2n)时间内找到
链表
- 按位查找:O(n)
- 按值查找:O(n)
顺序、链式、静态、动态四种存储方式的比较
顺序存储的固有特点:
- 逻辑顺序与物理顺序一直,本质上是用数组存储线性表的各个元素(即随机存取);存储密度大,存储空间利用率高。
链式存储的固有特点:
- 元素之间的关系采用这些元素所在的节点的“指针”信息表示(插、删不需要移动节点)。
静态存储的固有特点:
- 在程序运行的过程中不要考虑追加内存的分配问题。
动态存储的固有特点:
- 可动态分配内存;有效的利用内存资源,使程序具有可扩展性。