广义表 的实现

标签：联合   递归   共同体   广义表   

广义表是非线性结构，其定义是递归的。

以下给出几种简单的广义表模型：

由上图我们可以看到，广义表的节点类型无非head、value、sub三种，这里设置枚举类型，利用枚举变量来记录每个节点的类型：

enum  Type
{
	HEAD,   //头节点
	VALUE,  //值节点
	SUB,    //子表节点
};

每个节点都有自己的类型以及next指针，除此之外，如果该节点是VALUE类型还要分配空间存储该节点的有效值；但是若该节点是SUB类型，就需定义一个指针指向子表的头。

这里我们可以用联合来解决这个问题。

（联合（或共同体）是一种不同数据类型成员之间共享存储空间的方法，并且联合体对象在同一时间只能存储一个成员值）

构造节点：

struct GeneralizedNode
{
	Type _type;       //  1.类型
	GeneralizedNode* _next;  //2.指向同层的下一个节点
	union
	{
		char _value;    //  3.有效值
		GeneralizedNode* _subLink;     // 3.指向子表的指针
	};
	
	GeneralizedNode(Type type = HEAD, char value = ‘0‘)
	:_value(value)
	,_type(type)
	, _next(NULL)
	{
		if (_type == SUB)
		{
			_subLink = NULL;
		}
	}
};

广义表的定义及基本操作：

class Generalized
{
public:
	//无参的构造函数,建立空的广义表
	Generalized();
	//建造广义表，有参数的构造函数
	Generalized(const char* str);
	//打印广义表
	void Print();
	//获取值节点的个数
	size_t Amount();
	//获取广义表的深度
	size_t Depth();
	//拷贝构造
	Generalized(const Generalized& g);
	////赋值运算符的重载
	Generalized& operator=(const Generalized& g);
	////析构函数
	~Generalized();

protected:
	void _Print(GeneralizedNode* head);
	GeneralizedNode* _CreatList(const char*& str);
	size_t _Amount(GeneralizedNode* head);
	GeneralizedNode* _Copy(GeneralizedNode* head);
	void _Destory(GeneralizedNode* head);
protected:
	GeneralizedNode* _head;   //记录广义表头指针
};

初始化建立广义表进行循环递归。遍历字符串时遇到字符就建立值节点，遇到‘(‘就进行递归并建立子表；遇到‘)‘就结束当前子表的建立，并返回当前子表的头指针。

GeneralizedNode* _CreatList(const char*& str)
	{
		assert(*str == ‘(‘);
		GeneralizedNode* head = new GeneralizedNode(HEAD,‘0‘);
		GeneralizedNode* cur = head;
		str++;
		while (str != ‘\0‘)
		{
			if ((*str >= ‘0‘&&*str <= ‘9‘) || (*str >= ‘a‘&&*str <= ‘z‘) || (*str >= ‘A‘&&*str <= ‘Z‘))
			{
				cur->_next = new GeneralizedNode(VALUE, *str);
				cur = cur->_next;
			}
			else if (*str == ‘(‘)
			{
				cur->_next = new GeneralizedNode(SUB);
				cur = cur->_next;
				cur->_subLink = _CreatList(str);
			}
			else if (*str == ‘)‘)
			{
				return head;
			}
			str++;
		}
		return head;
	}

打印广义表：当节点的类型为SUB时进行递归，最后不要忘了每打印完一层要打印一个后括号。

void _Print(GeneralizedNode* head)
	{
		if (head == NULL)
		{
			cout << "Generalized table is NULL" << endl;
			return;
		}
		GeneralizedNode* cur = head;
		while (cur)
		{
			if (cur->_type == HEAD)
			{
				cout << ‘(‘;
			}
			else if (cur->_type == VALUE)
			{
				cout << cur->_value;
				if (cur->_next)
				{
					cout << ‘,‘;
				}
			}
			else if (cur->_type == SUB)
			{
				_Print(cur->_subLink);
				if (cur->_next)
				{
					cout << ‘,‘;
				}				
			}
			cur = cur->_next;
		}
		cout << ‘)‘;
	}

获取值节点的个数：设置count变量，遇到值节点就加1，遇到SUB节点进行递归并将返回值加给count

size_t _Amount(GeneralizedNode* head)
	{
		GeneralizedNode* begin = head;
		size_t count = 0;
		while (begin)
		{
			if (begin->_type == VALUE)
			{
				count++;
			}
			if (begin->_type == SUB)
			{
				count += _Amount(begin->_subLink);
			}
			begin = begin->_next;
		}
		return count;
	}

广义表的深度：设置变量dp和max分别用来记录当前子表即当前SUB节点指向的子表深度，以及本层所有的SUB节点中深度最大的子表的数目。

size_t _Depth(GeneralizedNode* head)
	{
		if (_head == NULL)
		{
			return 0;
		}
		size_t dp=0;
		GeneralizedNode* cur = head;
		size_t max = 0;
		while (cur)
		{
			if (cur->_type == SUB)
			{
				dp=_Depth(cur->_subLink);
				if (max < dp)
				{
					max = dp;
				}
			}
			cur = cur->_next;
		}
		return max+1;
	}

销毁广义表：依次遍历节点，遇到子表递归，将子表的节点delete完成后，再回到当前层继续遍历。

void _Destory(GeneralizedNode* head)
	{
		if (head == NULL)
		{
			return;
		}
		while (head)
		{
			GeneralizedNode* begin = head->_next;
			if (head->_type == SUB)
			{
				_Destory(head->_subLink);
			}
			delete head;
			head = begin;
		}
	}

广义表的拷贝构造及赋值运算符重载与构造函数的递归方式类似，这里就不再阐述冗余信息。

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