广义表

 1 /* 
 2  * 结点类型
 3  */
 4 enum NodeType { head, atom, sublist };
 5 
 6 /*
 7  * 定义广义表的结点结构（注意union的使用）
 8  */
 9 struct Node
10 {
11     Boolean flag;               // 结点标志，附加表头结点->flag=0；原子结点->flag=1；子表结点->flag=2
12     union
13     {
14         ElementType data;       // 原子结点数据域
15         struct Node *sublist;   // 指示全表或子表第一个结点的指针域
16     } value;
17     struct Node *next;          // 指示后件结点的指针域
18 };
19 
20 /* 
21  * 类似于用单链表表示线性表那样，也可以对表示广义表的链表定义一个结构类型，类型中只包含链表的头指针，其定义如下：
22  */
23 struct GeneralizedList
24 {
25     struct Node *first;         // 链表存储的广义表的头指针
26 };

  1 /*
  2  * 创建一个空广义表
  3  */
  4 void initGeneralizedList(struct Node *first)
  5 {
  6     first = (struct Node *)malloc(sizeof(Node));    // 分配一个新结点作为附加表头结点
  7     if(first == NULL) {                             // 申请内存失败，则退出
  8         printf("Memory allocation failure!\n");
  9         exit(-1);
 10     }
 11     first->flag = 0;                 　　　　　　　　　// 置附加表头结点标志
 12     first->value.sublist = NULL;     　　　　　　　　　// 置子表指针域为空
 13     first->next = NULL;             　　　　 　　　　　// 置后件结点域为空
 14 }
 15 
 16 /*
 17  * 求广义表的长度
 18  */
 19 int getGLLength(struct Node *first)
 20 {
 21     struct Node *current = first;                   // fist是广义表的头指针，指向附加表头结点
 22     if(current->flag == NodeType.head) {        
 23         current = current->value.sublist;           // 使current指针指向第一个元素结点
 24     }
 25 
 26     if(current == NULL) {                           // 表为空，长度为0
 27         return 0;
 28     } else {                                        // 表不为空
 29         int length = getGLLength(current->next);    // current指针指向的表长度
 30         return length + 1;                          // current->next指针指向的表的长度 + current当前指针所指结点1
 31     }
 32 }
 33 
 34 /*
 35  * 求广义表的长度，非递归实现
 36  */
 37 int getGLLength(struct Node *first)
 38 {
 39     struct Node *current = first;
 40     if(current->flag == NodeType.head) {
 41         current = current->value.sublist;
 42     }
 43 
 44     int length = 0;
 45     while(current != NULL) {
 46         ++length;
 47         current = current->next;
 48     }
 49 
 50     return length;
 51 }
 52 
 53 /*
 54  * 求广义表深度：递归实现
 55  * 思路：
 56  * 广义表的深度等于它的各子表的最大深度加1
 57  */
 58 int getGLDeepth(struct Node *first)
 59 {
 60     struct Node *current = first;
 61     if(currento->flag == NodeType.head)
 62         current = current->value.sublist;                       // 确保current指向第一个元素结点
 63 
 64     /*****揣度*****/
 65     int maxDeepth = 0;                                          // maxDeepth记录子表最大深度，初值为0
 66     while(current != NULL) {
 67         if(current->flag == NodeType.sublist) {
 68             int deepth = getGLDeepth(current->value.sublist);   // 求子表深度
 69             if(deepth > maxDeepth)
 70                 maxDeepth = deepth;     　　　　　　　　　　　　　　 // 记录当前所搜索子树的最大深度
 71         }
 72         current = current->next;        　　　　　　　　　　　　　　 // 指向下一结点
 73     }
 74 
 75     return maxDeepth + 1;               　　　　　　　　　　　　　　 // 返回当前层次的深度
 76 }
 77 
 78 /*
 79  * 复制广义表：递归实现
 80  * 思路：
 81  * 对广义表每个结点的三个域分别进行复制即可
 82  */
 83 struct Node* copyDeeply(struct Node *first)
 84 {
 85    if(first == NULL) {
 86         return NULL;
 87    } else {
 88         struct Node *temp = (struct Node *)malloc(sizeof(struct Node));         // 建立一个用于复制数据的结点
 89         if(temp == NULL) {
 90             printf("Memory allocation failure!\n");
 91             exit(-1);
 92         }
 93         temp->flag = first->flag;                                               // 复制结点标志域
 94         if(first->flag == NodeType.head || first->flag == NodeType.sublist)
 95             temp->value.sublist = copyDeeply(first->value.sublist);             // 复制结点的值：此时为指针
 96         else 
 97             temp->value.data = first->value.data;                               // 复制结点的值：此时为具体数据类型对应的数据
 98 
 99         temp->next = copyDeeply(first->next);   　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 // 复制广义表的表尾部分
100         return temp;
101    }
102 }
103 
104 /*
105  * 建立广义表的存储结构
106  * 假设：广义表以字符形式存放于字符数组str[]中。
107  * 广义表中的元素由一堆圆括号所包含，元素之间用逗号分隔，且每一层子表都由一重圆括号来表示，空表用空格表示，以分号作为整个广义表的结束符
108  * 思路：
109  * 从左到右依次读入str[]中的各字符，并根据其所表示的不同结点类型建立相应的存储结构：
110  *  1、对空表结点，置标志、其子表指针置空
111  *  2、对原子结点，置标志、存入数据元素
112  *  3、对子表结点，通过递归调用建立起子表存储结点
113  *  4、若结点有后继结点，通过递归调用建立其后继存储结点
114  *  e.g.    (g, ,(a,(e,f)));
115  */
116 void createGL(struct Node *head, char str[])
117 {
118     char currentChar;                                           // 存放当前读入的字符
119     static int index = -1;                                      // index指示当前读入位置
120     currentChar = str[++index];                                 // 读入一个字符    
121     if(currentChar == ‘ ‘)                                      // 若读入字符为空格，指示新结点的指针为空
122         head = NULL;
123     else if(currentChar == ‘(‘) {                               // 若读入字符为左括号，则建立一个新的表结点
124         head = (struct Node *)malloc(sizeof(struct Node))；
125         if(index == 0)
126             first->flag = NodeType.head;        　　　　　　　　　　// 建立附加表头结点
127         else 
128             first->flag = NodeType.sublist;     　　　　　　　　　　// 建立子表结点
129         createGL(head->value.sublist, str[]);   　　　　　　　　　　// 递归创建子表
130     } else {                                                    // 若读入的是原子结点，则建立原子结点
131         head = (struct Node *)malloc(sizeof(struct Node));
132         head->flag = NodeType.atom;
133         head->value.data = currentChar;
134     }
135     if(head == NULL)
136         return ;
137 
138     currentChar = str[++index];                             　　// 读入下一字符
139     if(currentChar == ‘,‘)                                  　　// 若读入逗号，则递归创建表尾部分
140         createGL(head->next, str[]);
141     else if(currentChar == ‘)‘ || currentChar == ‘;‘)       　　// 扫描到表元素结束符或全表结束符，后件指针域为空
142         head->next = NULL;
143 }
144 
145 /*
146  * 遍历并输出广义表
147  * 思路：
148  * 逐一遍历广义表中的每个元素结点；
149  *  1、若是原子结点，则输出元素值
150  *  2、若是子表结点，则通过递归调用遍历子表中的元素结点
151  *  3、若有后继结点，则通过递归调用遍历后件元素结点
152  */
153 void outGL(struct Node *head)
154 {
155     if(head->flag == NodeType.head || head->flag == NodeType.sublist) {     // 扫描到附加表头结点或子表表头结点
156         printf("(");                        // 输出全表或子表的起始符“(”；注意：括号是必须匹配的
157         if(head->value.sublist == NULL)     // 若结点的子表指针域为空
158             printf(" ");
159         else 
160             outGL(head->value.sublist);     // 递归遍历子表
161     } else {
162         printf("%d", head->value.data);
163     }
164     if(head->flag == NodeType.head || head->flag == NodeType.sublist)// 若一个表遍历结束，输出表结束符“)”，匹配之前的左括号
165         printf(")");
166 
167     if(head->next != NULL) {        // 若当前结点有后继结点
168         printf(",");
169         outGL(head->next);          // 遍历后继表
170     }
171 }