2.数据结构期末复习之顺序表和链表

news2024/11/19 18:36:41

1.表是可以是线性结构

学号姓名
19(数据项)jams(数据项)
20(数据项)ming(数据项)
 19 jams或 20 ming是数据元表
 单个的是数据项‘’
 线性结构可以表示为  19 jams->20 ming

2.什么是逻辑结构?:具有相同类型的有限序列(元素排序的位置,排兵布阵+操作的方法)

                  a1 a2 a3 .... an (空表长度为0)

3.什么是存储结构? 主要包括 线性存储结构(数组)+链式存储结构,后面的图结果用到了邻接表(其实就是数组+链表结构,可以结合使用)

4.线性表(逻辑结构+存储结构[线性结构])的特点

         1.元素个数有限性
         2.类型相同,例如 
                ((jams,18),(ming,19))
         3.元素类型的抽象性(如2)
         4.相邻元素序偶关系 a1无前驱,an无后继,中间元素只有一个前驱和后继
              如:   a1(无前驱)--->a2(只有一个前驱后继)--->....--->an(无后继)
  1. 线表的抽象数据类型(ADT) 来表达他的逻辑结构
   DataModel: 相同数据类型,前驱后继关系
   Operation:
                       InitList: 初始化表
                       DestroyList: 销毁表
                       Length:  得到线性表长度
                       Get:  得到下标对应的值
                       Locate: 根据值得到下标
                       Insert:在第i个位置插入一个新元素x
                       Delete:删除第i个元素
                       Empty: 判断表为空
   endADT

6.线表的存储结构

     1.用一段连续的地址存储
     2.依次存表的数据元素

7.为什么数组下标必须从0开始

比如 int [3];  //如果下标从0开始,他会计算第一个的地址为 
               //系统分配的地址+0(下标)*size(int) 如果int是4字节的话
               //就是 系统分配的地址+0
               //下标为1时 系统分配的地址+4              

8.线性表的完整c语言代码

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
/*将顺序表的存储结构定义和各个函数定义放到这里*/
#define MaxSize 100           /*假设顺序表最多存放100个元素*/
typedef int DataType;           /*定义线性表的数据类型,假设为int型*/
typedef struct {
	DataType data[MaxSize];    /*存放数据元素的数组*/
	int length;                 /*线性表的长度*/
} SeqList;
void InitList(SeqList *L) { //就是把长度设置为0
	L->length = 0;
}
int CreatList(SeqList *L, DataType a[ ], int n) {
	int i;
	if (n > MaxSize) {
		printf("顺序表的空间不够,无法建立顺序表\n");
		return 0;
	}
	for(i = 0; i < n; i++)
		L->data[i] = a[i];
	L->length = n;
	return 1;
}
int Empty(SeqList *L) {
	if (L->length == 0) return 1;              /*顺序表为空返回1*/
	else return 0;
}
int Length(SeqList *L) {
	return L->length;
}
void PrintList(SeqList *L) {
	int i;
	for(i = 0; i < L->length; i++)
		printf("%d ", L->data[i]);       /*输出线性表的元素值,假设为int型*/
	printf("\n");
}
int Locate(SeqList *L, DataType x) {
	int i;
	for (i = 0; i < L->length; i++)
		if (L->data[i] == x) return i+1;           /*返回序号*/
	return 0;                               /*退出循环,说明查找失败*/
}
int Get(SeqList *L, int i, DataType *ptr) {
	if (i < 1 || i > L->length) {
		printf("查找位置非法,查找失败\n");
		return 0;
	} else {
		*ptr = L->data[i - 1];
		return 1;
	}
}
int Insert(SeqList *L, int i, DataType x) {
	int j;
	if (L->length >= MaxSize) {
		printf("上溢错误,插入失败\n");
		return 0;
	}
	if (i < 1 || i > L->length + 1) {
		printf("位置错误,插入失败\n");
		return 0;
	}
	for (j = L->length; j >= i; j--)       //全部元素向后移动            /*j表示元素序号*/
		L->data[j] = L->data[j - 1];
		
	L->data[i - 1] = x;
	L->length++;
	return 1;
}
int Delete(SeqList *L, int i, DataType *ptr) {
	int j;
	if (L->length == 0) {
		printf("下溢错误,删除失败\n");
		return 0;
	}
	if (i < 1 || i > L->length) {
		printf("位置错误,删除失败\n");
		return 0;
	}
	*ptr = L->data[i - 1];                       /*取出位置i的元素*/
	for (j = i; j < L->length; j++)    //从i这个下标开始向前覆盖          /* j表示元素所在数组下标*/
		L->data[j - 1] = L->data[j];
	L->length--;
	return 1;
}
int main( ) {
	int r[8] = {12,32,43,55,34,76,81,59}, i, x;
	SeqList L;                         /*定义变量L为顺序表类型*/
	CreatList(&L, r, 8);               /*建立具有5个元素的顺序表*/
	printf("当前线性表的数据为:");
	PrintList(&L);                      /*输出当前线性表1 2 3 4 5*/
	Insert(&L, 2, 8);                   /*在第2个位置插入值为8的元素*/
	printf("执行插入操作后数据为:");
	PrintList(&L);                     	/*输出插入后的线性表1 8 2 3 4 5*/
	printf("当前线性表的长度为:%d\n", Length(&L));    /*输出线性表的长度6*/
	printf("请输入查找的元素值:");
	scanf("%d", &x);
	i = Locate(&L, x);
	if (0 == i) printf("查找失败\n");
	else printf("元素%d的位置为:%d\n", x, i);
	printf("请输入查找第几个元素值:", &i);
	scanf("%d", &i);
	if (Get(&L, i, &x) == 1) printf("第%d个元素值是%d\n", i, x);
	else printf("线性表中没有第%d个元素\n", i);
	printf("请输入要删除第几个元素:");
	scanf("%d", &i);
	if (Delete(&L, i, &x) == 1) {              /*删除第i个元素*/
		printf("删除第%d个元素是%d,删除后数据为:", i, x);
		PrintList(&L);                         /*输出删除后的线性表*/
	} else printf("删除操作失败\n");
	return 0;
}
                     

9.线性表(包括顺序表和单链表),我们说说他的链式存储结构的特点

   1.逻辑与物理次序不一定相同(不像数组 例如 下标01 地址是连续的)
   2.用指针表示 标记更新

在这里插入图片描述

10.关于单链表的一些术语(说出来,可以让我们听起来就比较专业)
1.C语言的 单链表的(Node)结构体 data(数据域) next(指针域)
在这里插入图片描述![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/c4dd9e21e4fd40b8b8e9f13af861bc11.png

2.链表几个术语

   头指针: 指向第一个节点的指针
   尾指针(尾标志): 指向最后节点的指针
   头节点:第一个节点的指针 ,方便边界处理(方便写代码)
   尾节点:最后一个节点的指针 ,next指向null的

在这里插入图片描述
11.链表的完整c语言代码

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<malloc.h>
/*将单链表的结点结构定义和各个函数定义放到这里*/
typedef int DataType;          /*定义线性表的数据类型,假设为int型*/
typedef struct Node {          /*定义单链表的结点类型*/
	DataType data;
	struct Node *next;
} Node;
Node *InitList( )    //主要创建一个节点然后next设置为NULL,返回头节点
{
	Node *first = (Node *)malloc(sizeof(Node));   /*生成头结点*/
	first->next = NULL;                       /*头结点的指针域置空*/
	return first;
}
int Empty(Node *first) //判断单链表是否为空,只需要判断first的next为NULL就为空
{
	if (first->next == NULL) return 1;            /*单链表为空,返回1*/
	else return 0;
}
//遍历单链表并输出,复制一个头指针的next给p指针,p不为NULL(可以一个一个遍历) 继续遍历
//事实上,我们也可以直接 p赋值first指针 判断p->next!=null也可以,但是这里使用的可以与(我们使用的逻辑相对应)
//我先移动到我要使用的位置,然后一一next  比较简单
//我到next一个元素,一个一一next         理解比较困难
void PrintList(Node *first)  
{
	Node *p = first->next;            /*工作指针p初始化*/
	while (p != NULL) {
		printf("%d ", p->data);         /*输出结点的数据域,假设为int型*/
		p = p->next;                 /*工作指针p后移,注意不能写作p++*/
	}
	printf("\n");
}
int Length(Node *first)  //求长度和遍历一样 直接返回遍历次数
{
	Node *p = first->next;          /*工作指针p初始化*/
	int count = 0;                 /*累加器count初始化*/
	while (p !=NULL) {
		p = p->next;
		count++;
	}
	return count;
}
 //得到x元素的位置, 以后我要养成查询在前,修改在后的习惯
 //链表没有下标所以,没有返回0的,逻辑还是遍历(好的代码可以重复利用来写!!!)
int Locate(Node *first, DataType x)  
{
	Node *p = first->next;                /*工作指针p初始化*/
	int count = 1;                       /*累加器count初始化*/
	while (p != NULL) {
		if (p->data == x) return count;       /*查找成功,结束函数并返回序号*/
		p = p->next;
		count++;
	}
	return 0;                           /*退出循环表明查找失败*/
}
//得到指定位置的值
//只需要判断count的大小,这里使用while不是使用for因为while不能确定循环次数,而for需要
//还要判断是否到结尾了没有元素
int Get(Node *first, int i, DataType *ptr)
{
	Node *p = first->next;                     /*工作指针p初始化*/
	int count = 1;                            /*累加器count初始化*/
	while (p != NULL && count < i) {
		p = p->next;                           /*工作指针p后移*/
		count++;
	}
	if (p == NULL) {
		printf("位置错误,查找失败\n");
		return 0;
	} else {
		*ptr = p->data;
		return 1;
	}
}
int Insert(Node *first, int i, DataType x)
{
	Node *s = NULL, *p = first ;       /*工作指针p初始化为指向头结点*/
	int count = 0;
	while (p != NULL && count < i - 1) {        /*查找第i-1个结点*/
		p = p->next;                           /*工作指针p后移*/
		count++;
	}
	if (p == NULL) {
		printf("位置错误,插入失败\n");
		return 0;
	} else {
		s = (Node *)malloc(sizeof(Node));
		s->data = x;                       /*申请一个结点s,数据域为x*/
		 //必须先修改new出来的节点的next,改前一个节点的next,以免数据丢失
		s->next = p->next;                  
		p->next = s;       /*将结点s插入到结点p之后*/
		return 1;
	}
}
Node *CreatList(DataType a[ ], int n)
{ //先创建头节点,然后头插法一一连接
	int i;
	Node *s = NULL;
	Node *first = (Node *)malloc(sizeof(Node));
	first->next = NULL;                             /*初始化头结点*/
	for (i = 0; i < n; i++) {
		s = (Node *)malloc(sizeof(Node));
		s->data = a[i];                      /*为每个数组元素建立一个结点*/
		s->next = first->next;
		first->next = s;    /*将结点s插入到头结点之后*/
	}
	return first;
}

int Delete(Node *first, int i, DataType *ptr)
{
	Node *p = first, *q = NULL;          /*工作指针p要指向头结点*/
	int count = 0;
	DataType x;
	while (p != NULL && count < i - 1) {  /*查找第i-1个结点*/
		p = p->next;
		count++;
	}
	if (p == NULL || p->next == NULL) {  /* p结点或p的后继结点不存在*/
		printf("位置错误,删除失败\n ");
		return 0;
	} else {
		q = p->next;
		*ptr = q->data;        /*存储被删结点和被删元素值*/
		p->next = q->next;               /*摘链*/
		free(q);
		return 1;
	}
}
void DestroyList(Node *first)
{
	Node *p = first;
	while (first != NULL) {        /*依次释放每一个结点,包括头结点*/
		first = first->next;
		free(p);
		p = first;
	}
}
int main( )
{
	int r[5] = {1, 2, 3, 4, 5}, i, x;
	Node *first = NULL;
	first = CreatList(r, 5);
	printf("当前线性表的数据为:");
	PrintList(first);                       /*输出当前链表1 2 3 4 5*/
	Insert(first, 2, 8);                     /*在第2个位置插入值为8的结点*/
	printf("执行插入操作后数据为:");
	PrintList(first);                      /*输出插入后链表1 8 2 3 4 5*/
	printf("当前单链表的长度为:%d\n", Length(first));      /*输出单链表长度6*/
	printf("请输入查找的元素值:");
	scanf("%d", &x);
	i = Locate(first, x);
	if (i != 0) printf("元素%d的元素位置为:%d\n", x, i);
	else printf("单链表中没有元素%d\n", x);
	printf("请输入要删除第几个元素:");
	scanf("%d", &i);
	if (Delete(first, i, &x) == 1) {                        /*删除第i个元素*/
		printf("删除的元素值是%d,执行删除操作后数据为:", x);
		PrintList(first);                                 /*输出删除后链表*/
	} else printf("删除操作失败\n");
	DestroyList(first);                                 /*释放单链表*/
	return 0;
}
    

12.总结出写代码方法论(由上面的Get方法思考得出)
在这里插入图片描述
13. (给个值)插入元素操作也可以分为 头插法(上面的代码就是)和尾插法(在尾节点后面插入元素)

14.循环单链表(单链表的尾节点的next指向first头节点) 多个rear尾指针判断j结束在这里插入图片描述
15.循环双链表(有pre前指针和next指针)
在这里插入图片描述
16.顺序表和链表的比较

     1.存储分配方式
                           顺: 静态存储分配,连续单元空间,逻辑用下标表示
                           链: 动态分配(存储地址不一定连续),链接使用指针
     2.空间
                           顺: 有限空间,存储密度100%(不存储其他东西,比如指针,额外因为结构导致的数据)只                 存元素
                           链:存储密度不高,动态分配空间,空间弹性你自己分配,
    3.时间复杂度
                       1.按位查   
                                  顺: O(1) 随机存取(拿到什么下标就拿到什么元素): O(n) 顺序存取(只能一个一个遍历 计数来查找)
                      2.按值操作
                                 链,: O(n)都遍历一遍
                      3.插入删除
                                  顺: O(n) 插入必须插入元素后移, 删除需要前移覆盖之前的元素
                                  链: O(1) 指针理论上速度可以达到O(1)直接操作内存地址
   4.总结
                 1.长度知道: 顺
                           不知道:2.操作  少插入和删除(查找)用 顺
                              常用插入删除   用  链

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我是荔园微风&#xff0c;作为一名在IT界整整25年的老兵&#xff0c;今天总结一下Windows平台软件开发模型总结&#xff1a;V型模型、瀑布模型、迭代模型、增量模型、螺旋模型、原型模型。 很多人可能知道了&#xff0c;那就是在我们浙江省&#xff0c;从2021年年初到现在&…

内网 monorepo 配置指南(PNPM、YARN)

此处的内网是指没办法连接互联网进行依赖下载的环境&#xff0c;本文以windows平台为例 背景说明 绝大部分政府机关、国有企业都是在内网开发&#xff0c;无法从互联网同步依赖&#xff0c;就需要另辟蹊径解决项目依赖的问题。 传统的单包项目还好&#xff0c;从互联网机器将…

兼顾降本与增效,我们对存算分离的设计与思考

“降本增效”是最近企业常被提及的关键字&#xff0c;作为新时代企业发展的数据大脑&#xff0c;企业大数据团队需要持续探索如何在有限资源下创造更多价值。本文将以场景为"引"&#xff0c;技术为"核"&#xff0c;介绍如何基于 StarRocks 全新的存算分离架…

软考软件设计师真题与答案解析

1、2020下半年基础知识&#xff08;上午题&#xff09; 1、某计算机系统的CPU主频为2.8GHz。某应用程序包括3类指令&#xff0c;各类指令的CPI(执行每条指令所需要的时钟周期数)及指令比例如’下表所示。执行该应用程序时的平均CPI为&#xff08; &#xff09;&#xff1b;运算…