1.线性表的顺序表示和实现
线性表的顺序表示指的是用物理上的一段连续的地址来存储数据元素
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define OK 1
#define ERROR 0
#define INIT_SIZE 10 //初始化表长
#define INCREMENT_SIZE 5 //分配增量
typedef int Status;
typedef int Elemtype;
/*
* 存储结构
*/
typedef struct
{
Elemtype *elem; //存储空间基址
int length; //当前长度
int size; //当前分配的表长大小
}SqList;
/*
* 初始化一个空的线性表
*/
Status InitList(SqList *L)
{
L->elem = (Elemtype *) malloc(INIT_SIZE * sizeof(Elemtype));
if (!L->elem)
{
return ERROR;
}
L->length = 0;
L->size = INIT_SIZE;
return OK;
}
/*
* 销毁线性表
*/
Status DestroyList(SqList *L)
{
free(L->elem);
L->length = 0;
L->size = 0;
return OK;
}
/*
* 清空线性表
*/
Status ClearList(SqList *L)
{
L->length = 0;
return OK;
}
/*
* 判断线性表是否为空
*/
Status isEmpty(const SqList L)
{
if (0 == L.length)
{
return TRUE;
}
else
{
return FALSE;
}
}
/*
* 获取长度
*/
Status getLength(const SqList L)
{
return L.length;
}
/*
* 根据位置获取元素
*/
Status GetElem(const SqList L, int i, Elemtype *e)
{
if (i < 1 || i > L.length)
{
return ERROR;
}
*e = L.elem[i-1];
return OK;
}
/*
* 比较两个元素是否相等
*/
Status compare(Elemtype e1, Elemtype e2)
{
if (e1 == e2)
{
return 0;
}
else if (e1 < e2)
{
return -1;
}
else
{
return 1;
}
}
/*
* 查找元素
*/
Status FindElem(const SqList L, Elemtype e, Status (*compare)(Elemtype, Elemtype))
{
int i;
for (i = 0; i < L.length; i++)
{
if (!(*compare)(L.elem[i], e))
{
return i + 1;
}
}
if (i >= L.length)
{
return ERROR;
}
}
/*
* 查找前驱元素
*/
Status PreElem(const SqList L, Elemtype cur_e, Elemtype *pre_e)
{
int i;
for (i = 0; i < L.length; i++)
{
if (cur_e == L.elem[i])
{
if (i != 0)
{
*pre_e = L.elem[i - 1];
}
else
{
return ERROR;
}
}
}
if (i >= L.length)
{
return ERROR;
}
}
/*
* 查找后继元素
*/
Status NextElem(const SqList L, Elemtype cur_e, Elemtype *next_e)
{
int i;
for (i = 0; i < L.length; i++)
{
if (cur_e == L.elem[i])
{
if (i < L.length - 1)
{
*next_e = L.elem[i + 1];
return OK;
}
else
{
return ERROR;
}
}
}
if (i >= L.length)
{
return ERROR;
}
}
/*
* 插入元素
*/
Status InsertElem(SqList *L, int i, Elemtype e)
{
Elemtype *new;
if (i < 1 || i > L->length + 1)
{
return ERROR;
}
if (L->length >= L->size)
{
new = (Elemtype*) realloc(L->elem, (L->size + INCREMENT_SIZE) * sizeof(Elemtype));
if (!new)
{
return ERROR;
}
L->elem = new;
L->size += INCREMENT_SIZE;
}
Elemtype *p = &L->elem[i - 1];
Elemtype *q = &L->elem[L->length - 1];
for (; q >= p; q--)
{
*(q + 1) = *q;
}
*p = e;
++L->length;
return OK;
}
/*
* 删除元素并返回其值
*/
Status DeleteElem(SqList *L, int i, Elemtype *e)
{
if (i < 1 || i > L->length)
{
return ERROR;
}
Elemtype *p = &L->elem[i - 1];
*e = *p;
for (; p < &L->elem[L->length]; p++)
{
*(p) = *(p + 1);
}
--L->length;
return OK;
}
/*
* 访问元素
*/
void visit(Elemtype e)
{
printf("%d ", e);
}
/*
* 遍历线性表
*/
Status TraverseList(const SqList L, void (*visit)(Elemtype))
{
int i;
for(i = 0; i < L.length; i++)
{
visit(L.elem[i]);
}
return OK;
}
/*
* 主函数测试
*/
int main()
{
SqList L;
if (InitList(&L))
{
Elemtype e;
printf("init_success\n");
int i;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
InsertElem(&L, i + 1, i);
}
printf("length is %d\n", getLength(L));
if (GetElem(L, 1, &e)) {
printf("The first element is %d\n", e);
}
else
{
printf("element is not exist\n");
}
if (isEmpty(L))
{
printf("list is empty\n");
}
else
{
printf("list is not empty\n");
}
printf("The 5 at %d\n", FindElem(L, 5, *compare));
PreElem(L, 6, &e);
printf("The 6's previous element is %d\n", e);
NextElem(L, 6, &e);
printf("The 6's next element is %d\n", e);
DeleteElem(&L, 1, &e);
printf("delete first element is %d\n", e);
printf("list:");
TraverseList(L,visit);
if (DestroyList(&L))
{
printf("\ndestroy_success\n");
}
}
}
2.线性表的链式表示和实现
线性表的顺序存储结构是逻辑位置和物理位置都相邻,而链式存储结构是逻辑位置相邻,但物理位置不一定相邻,相比顺序存储结构,它不能随机存取,但在插入和删除操作时不需要移动元素,大大提高了增加和删除元素的效率。通常链式存储结构会有一个个结点组成,结点中包含两个域一个是数据域,一个是指针域,数据域中存储数据,指针域中存储下一个后继元素的地址
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define OK 1
#define ERROR 0
#define OVERFLOW -2
typedef int ElemType;
typedef int Status;
/*
* 存储结构
*/
typedef struct LNode
{
ElemType data;
struct LNode *next;
}LNode, *LinkList;
/*
* 初始化线性表
*/
void InitList(LinkList *L)
{
*L = (LinkList) malloc(sizeof(LNode));
if (!L)
{
exit(OVERFLOW);
}
(*L)->next = NULL;
}
/*
* 销毁线性表
*/
void DestroyList(LinkList *L)
{
LinkList temp;
while (*L)
{
temp = (*L)->next;
free(*L);
*L = temp;
}
}
/*
* 清空线性表
*/
void ClearList(LinkList L)
{
LinkList p = L->next;
L->next = NULL;
DestroyList(&p);
}
/*
* 判断是否为空
*/
Status isEmpty(LinkList L)
{
if (L->next)
{
return FALSE;
}
else
{
return TRUE;
}
}
/*
* 获取长度
*/
int GetLength(LinkList L)
{
int i = 0;
LinkList p = L->next;
while (p)
{
i++;
p = p->next;
}
return i;
}
/*
* 根据位置获取元素
*/
Status GetElem(LinkList L, int i, ElemType *e)
{
int j = 1;
LinkList p = L->next;
while (p && j < i)
{
j++;
p = p->next;
}
if (!p || j > i)
{
return ERROR;
}
*e = p->data;
return OK;
}
/*
* 比较两个元素是否相等
*/
Status compare(ElemType e1, ElemType e2)
{
if (e1 == e2)
{
return 0;
}
else if (e1 < e2)
{
return -1;
}
else
{
return 1;
}
}
/*
* 查找指定元素的位置
*/
int FindElem(LinkList L, ElemType e, Status (*compare)(ElemType, ElemType))
{
int i = 0;
LinkList p = L->next;
while (p)
{
i++;
if (!compare(p->data, e))
{
return i;
}
p = p->next;
}
return 0;
}
/*
* 获取前驱元素
*/
Status PreElem(LinkList L, ElemType cur_e, ElemType *pre_e)
{
LinkList q, p = L->next;
while (p->next)
{
q = p->next;
if (q->data == cur_e)
{
*pre_e = p->data;
return OK;
}
p = q;
}
return ERROR;
}
/*
* 获取后继元素
*/
Status NextElem(LinkList L, ElemType cur_e, ElemType *next_e)
{
LinkList p = L->next;
while (p->next)
{
if (p->data == cur_e)
{
*next_e = p->next->data;
return OK;
}
p = p->next;
}
return ERROR;
}
/*
* 插入元素
*/
Status InsertElem(LinkList L, int i, ElemType e)
{
int j = 0;
LinkList s, p = L;
while (p && j < i - 1)
{
j++;
p = p->next;
}
if (!p || j > i - 1)
{
return ERROR;
}
s = (LinkList) malloc(sizeof(LNode));
s->data = e;
s->next = p->next;
p->next = s;
return OK;
}
/*
* 删除元素并返回值
*/
Status DeleteElem(LinkList L, int i, ElemType *e)
{
int j = 0;
LinkList q, p = L;
while (p->next && j < i - 1)
{
j++;
p = p->next;
}
if (!p->next || j > i - 1)
{
return ERROR;
}
q = p->next;
p->next = q->next;
*e = q->data;
free(q);
return OK;
}
/*
* 访问元素
*/
void visit(ElemType e)
{
printf("%d ", e);
}
/*
* 遍历线性表
*/
void TraverseList(LinkList L, void (*visit)(ElemType))
{
LinkList p = L->next;
while (p)
{
visit(p->data);
p = p->next;
}
}
int main()
{
LinkList L;
InitList(&L);
ElemType e;
int i;
if (L)
{
printf("init success\n");
}
if (isEmpty(L))
{
printf("list is empty\n");
}
for (i = 0; i < 10; i++)
{
InsertElem(L, i + 1, i);
}
if (GetElem(L, 1, &e)) {
printf("The first element is %d\n", e);
}
printf("length is %d\n", GetLength(L));
printf("The 5 at %d\n", FindElem(L, 5, *compare));
PreElem(L, 6, &e);
printf("The 6's previous element is %d\n", e);
NextElem(L, 6, &e);
printf("The 6's next element is %d\n", e);
DeleteElem(L, 1, &e);
printf("delete first element is %d\n", e);
printf("list:");
TraverseList(L,visit);
DestroyList(&L);
if (!L) {
printf("\ndestroy success\n");
}
}
3.实验总结
顺序存储结构中的元素在逻辑位置和物理位置上都相邻,链式存储结构中的元素在逻辑位置上相邻,但在物理位置上不一定相邻,顺序存储结构读取元素的效率比较高,链式存储结构添加和删除元素的效率比较高。链式存储结构除了单链表之外,还有循环链表和双向链表。