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数据结构-线性表

时间：2016-05-01 06:34:10      阅读：288      评论：0      收藏：0      [点我收藏+]

标签：

  数据结构-线性表
 

1. 线性表：n个数据元素的有序集合。

 

线性表是一种常用的数据结构。在实际应用中，线性表都是以栈、队列、字符串、数组等特殊线性表的形式来使用的。由于这些特殊线性表都具有各自的特性，因此，掌握这些特殊线性表的特性，对于数据运算的可靠性和提高操作效率都是至关重要的。　　线性表是一个线性结构，它是一个含有n≥0个结点的有限序列，对于其中的结点，有且仅有一个开始结点没有前驱但有一个后继结点，有且仅有一个终端结点没有后继但有一个前驱结点，其它的结点都有且仅有一个前驱和一个后继结点。

特征：

1．集合中必存在唯一的一个“第一元素”；
2．集合中必存在唯一的一个 “最后元素” ；
3．除最后一个元素之外，均有 唯一的后继(后件)；
4．除第一个元素之外，均有 唯一的前驱(前件)。

Java中的List接口，就是线性表。ArrayList就是顺序线性表，LinkedList就是链表线性表。

 

2. 线性表的顺序表示：ArrayList

 

一般使用数组(C语言中的数组采用顺序存储方式。即连续地址存储)来描述。

优点：在于随机访问元素，

缺点：插入和和删除的时候，需要移动大量的元素。

c语言实现代码：

 

[cpp] view plain copy
 
 print?
  1. // Test.cpp : Defines the entry point for the console application.  
  2. //  
  3.   
  4. #include "stdafx.h"  
  5. #include <stdio.h>  
  6. #include "stdlib.h"  
  7. //宏定义  
  8. #define TRUE   1  
  9. #define FALSE   0  
  10. #define OK    1  
  11. #define ERROR   0  
  12. #define INFEASIBLE -1  
  13. #define OVERFLOW -2  
  14.   
  15. #define LT(a,b)   ((a)<(b))  
  16. #define N = 100         
  17.   
  18. #define LIST_INIT_SIZE 100 //线性表初始空间分配量  
  19. #define LISTINCREMENT   10 //线性表空间分配的增量  
  20.   
  21. typedef int Status;  
  22. typedef int ElemType;  
  23.   
  24. typedef struct LNode{  
  25.     ElemType  *elem;        //存储空间的基地址  
  26.     int      lenght;        //当前的长度  
  27.     int      listsize;      //当前分配的存储容量  
  28. }SqList;  
  29.   
  30. /** 
  31.  *构造空的线性表 
  32.  */  
  33.   
  34. Status initList(SqList &L, int lenght){  
  35.     if (lenght == 0) lenght = LIST_INIT_SIZE;  
  36.     L.elem = (ElemType *)malloc(lenght * sizeof(ElemType));  
  37.     if(!L.elem) exit(OVERFLOW);  //分配存储空间失败  
  38.     L.lenght = 0;                //初始空表长度为0  
  39.     L.listsize = lenght ;//初始存储容量为100  
  40.     return OK;  
  41. }  
  42. /************************************************************************/  
  43. /* 在第i位置插入e 
  44. */  
  45. /************************************************************************/  
  46. Status insertList(SqList &L, ElemType e, int i){  
  47.     ElemType *p,  *q;  
  48.     if(i<0 ||i > L.lenght) return ERROR;  //i值不合法  
  49.     if (L.lenght >= L.listsize) {  
  50.         ElemType *newbase = (ElemType *)realloc(L.elem ,(L.listsize +LISTINCREMENT)*sizeof(ElemType));  
  51.         if(!newbase) return OVERFLOW;   //存储分配失败    
  52.         L.elem = newbase;               //新基值  
  53.         L.listsize += LISTINCREMENT;    //增加存储容量  
  54.     }  
  55.     q = &L.elem[i];                     //q为插入的位置  
  56.     for (p = &L.elem[L.lenght]; p>=q; --p) {  
  57.         *p = *(p-1);                    //i元素之后的元素往后移动  
  58.     }  
  59.     *q = e;                             //插入e  
  60.     L.lenght +=1;  
  61.     return OK;  
  62.   
  63. }  
  64. /************************************************************************/  
  65. /* 快速排序  
  66. */  
  67. /************************************************************************/  
  68. void sortList(SqList &L){  
  69.       
  70.   
  71. }  
  72. /************************************************************************/  
  73. /* 删除第i位置元素，并用e返回其值                                                                     */  
  74. /************************************************************************/  
  75. Status deleteListElem(SqList &L, int i, ElemType &e){  
  76.     int *p,  *q;  
  77.     if(i<0 ||i > L.lenght) return ERROR;  //i值不合法  
  78.     q = &L.elem[i];                       //被删除元素的位置为i，L.elem就是数组名,  
  79.     e = *q;                               //被删除元素的值赋值给e  
  80.     for (p = q; p< (L.elem + L.lenght); p++){ //元素左移  
  81.         *p = *(p+1);  
  82.     }  
  83.     --L.lenght;  
  84.     return OK;  
  85. }  
  86.   
  87. /************************************************************************/  
  88. /*  快速排序 
  89. */  
  90. /************************************************************************/  
  91.   
  92. int partition(SqList &L, ElemType low, ElemType high){  
  93.     ElemType pivotkey = L.elem[low];               //枢轴记录关键字  
  94.     while (low < high) {                  //从表的两端向中间扫描  
  95.         while (low < high &&  L.elem[high] >= pivotkey ) --high;//高端位置扫描  
  96.         L.elem[low] = L.elem[high];     //交换数据，小于pivotkey移到低端  
  97.         L.elem[high] = pivotkey;  
  98.   
  99.         while (low < high && L.elem[low] <= pivotkey ) ++low;     //低端扫描  
  100.         L.elem[high] = L.elem[low];               //交换数据 大于pivotkey移到高端  
  101.         L.elem[low] = pivotkey;                                   
  102.     }  
  103.     return low;  
  104. }  
  105.   
  106. void quickSort(SqList &L, ElemType low, ElemType high){  
  107.     int pivot;  
  108.     if(low < high) {                                          
  109.         pivot =  partition(L,  low,  high);       
  110.         quickSort(L,  low,  pivot -1);          //低端子表排序  
  111.         quickSort(L,  pivot +1, high);          //高端子表排序  
  112.     }  
  113.       
  114. }  
  115.   
  116.   
  117. /************************************************************************/  
  118. /*  
  119. 合并两个线性表 
  120. */  
  121. /************************************************************************/  
  122.   
  123. void mergeList(SqList La, SqList Lb,  SqList &Lc){  
  124.     ElemType *pa, *pb, *pc;  
  125.     Lc.listsize =  La.lenght + Lb.lenght;  
  126.     initList(Lc, Lc.listsize);          //初始化LC\pc = Lc.elem;  
  127.     Lc.lenght = Lc.listsize;  
  128.     pc = Lc.elem;  
  129.     pa = La.elem;  
  130.     pb = Lb.elem;  
  131.     while (pa <= &La.elem[La.lenght -1] && pb <= &Lb.elem[Lb.lenght -1]){  
  132.         if (*pa <= *pb) *pc++ = *pa++;  
  133.         else *pc++ = *pb++;  
  134.     }  
  135.     while(pa <= &La.elem[La.lenght -1]) *pc++ = *pa++; //插入La的剩余元素  
  136.     while(pb <= &Lb.elem[Lb.lenght -1]) *pc++ = *pb++; //插入Lb的剩余元素  
  137.   
  138. }  
  139.   
  140. /************************************************************************/  
  141. /* 打印list 
  142. */  
  143. /************************************************************************/  
  144. void printList(SqList L){  
  145.     printf("当前值:");   
  146.     for (int i =0; i<L.lenght;i++) {  
  147.         printf("%d ", *(L.elem+i)); // L.elem为首地址  
  148.     }   
  149.     printf("\r\n");   
  150. }  
  151.   
  152. void main()  
  153. {  
  154.     SqList La,Lb,Lc;  
  155.     ElemType e;  
  156.     int init,i;  
  157.     init = initList(La, LIST_INIT_SIZE);  
  158.     int data[6] = {5,3,6,2,7,4};  
  159.     for (i=0; i<6;i++) {  
  160.         insertList(La,  data[i],  i);  
  161.     }  
  162.     printf("LA:\r\n");   
  163.     printList(La);  
  164.     deleteListElem(La, 3, e );  
  165.     printList(La);  
  166.     insertList(La,  e,  3);  
  167.     printList(La);  
  168.   
  169.     //排序  
  170.     quickSort(La,0, La.lenght-1);  
  171.     printList(La);  
  172.   
  173.     printf("LB:\r\n");   
  174.     initList(Lb, LIST_INIT_SIZE);  
  175.     int Bdata[5] = {1,3,2,4,6};  
  176.     for (i=0; i<5;i++) {  
  177.         insertList(Lb,  Bdata[i],  i);  
  178.     }  
  179.     //排序  
  180.     quickSort(Lb,0, Lb.lenght-1);  
  181.     printList(Lb);  
  182.   
  183.     mergeList(La, Lb,  Lc);  
  184.     printList(Lc);  
  185.   
  186. }  

 

 

 

 

3. 线性表的链表表示LinkedList

一般使用链表来描述。

 

优点：对于新增和删除操作add和remove和方便。不需要移动元素。

缺点：不方便随机访问元素，LinkedList要移动指针

代码实现：

 

[cpp] view plain copy
 
 print?
  1. // Test.cpp : Defines the entry point for the console application.  
  2. //  
  3. #include "stdafx.h"  
  4. #include <stdio.h>  
  5. #include "stdlib.h"  
  6. //宏定义  
  7. #define TRUE   1  
  8. #define FALSE   0  
  9. #define OK    1  
  10. #define ERROR   0  
  11. #define INFEASIBLE -1  
  12. #define OVERFLOW -2  
  13.   
  14. #define LT(a,b)   ((a)<(b))  
  15. #define N = 100         
  16.   
  17. typedef int Status;  
  18. typedef int ElemType;  
  19.   
  20. typedef struct LNode{  
  21.     ElemType  data;               
  22.     struct LNode   *next;     
  23. }LNode, *LinkList;  
  24.   
  25. /************************************************************************/  
  26. /* 
  27. 初始化链表 
  28. */  
  29. /************************************************************************/  
  30. Status initList(LinkList &L){  
  31.     /*单链表的初始化*/  
  32.     L = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));    //申请一个头节点  
  33.     if(!L) exit(OVERFLOW);          //申请空间失败    
  34.     L->next=NULL;                //建立一个带都节点的空链表  
  35.     return OK;  
  36.   
  37.     /*  
  38.     需要改变指针的指针，所以参数必须是引用或者是 *L: 
  39.     (*L) = (Lnode *)malloc(sizeof(Lnode)); 
  40.     (*L)->next=NULL; 
  41.     return 1;                                                                      
  42.     */  
  43.   
  44. }  
  45.   
  46. /************************************************************************/  
  47. /*      
  48. 创建链表 
  49. */  
  50. /************************************************************************/  
  51. void createList(LinkList L, int n){  
  52.     /*单链表的初始化*/  
  53.     if (!L) {  
  54.         initList(L);  
  55.     }  
  56.     ElemType data;  
  57.     LinkList p,q = L;  
  58.     printf("输入节点数据的个数%d：\r\n", n);  
  59.     for(int i = 0; i<n; i++) {  
  60.         p = (LinkList) malloc( sizeof(LNode)); //申请一个新节点  
  61.         scanf("%d",&data);  
  62.         p->data = data;  
  63.         p->next = q->next;  
  64.         q->next = p;  
  65.         q = p;  
  66.     }  
  67. }  
  68. /************************************************************************/  
  69. /* 在第i位置插入e 
  70. */  
  71. /************************************************************************/  
  72. Status insertList(LinkList L, ElemType e, int i){  
  73.     LinkList s, p = L;  
  74.     int j = 0;  
  75.     while (p && j<i){                //寻找i节点  
  76.         p = p->next;  
  77.         j++;  
  78.     }  
  79.     if (!p ||j >i) return ERROR;  
  80.     s = (LinkList) malloc(sizeof(LNode));       //生成新节点  
  81.     s->data = e; s->next = p->next;            //插入L中  
  82.     p->next = s;  
  83.     return OK;  
  84.   
  85. }  
  86.   
  87. /************************************************************************/  
  88. /* 删除第i位置元素，并用e返回其值                                                                     */  
  89. /************************************************************************/  
  90. Status deleteListElem(LinkList L, int i, ElemType &e){  
  91.     LinkList p, q;  
  92.     int j = 0;  
  93.     p = L;  
  94.     while (p && j<i){  
  95.         p = p->next;  
  96.         ++j;  
  97.     }  
  98.     if (!p->next || j>i)  return ERROR;   //删除的位置不对  
  99.     q  = p->next; p->next = q->next;  
  100.     e = q->data; free(q);            //释放节点  
  101.     return OK;  
  102. }  
  103.   
  104.   
  105. /************************************************************************/    
  106. /*  插入排序  
  107. */    
  108. /************************************************************************/    
  109.   
  110. void  InsertSort(LinkList L)  
  111. {  
  112.     LinkList  list;             /*为原链表剩下用于直接插入排序的节点头指针*/  
  113.     LinkList  node;             /*插入节点*/  
  114.     LinkList  p;          
  115.     LinkList  q;          
  116.   
  117.     list = L->next;              /*原链表剩下用于直接插入排序的节点链表*/  
  118.     L->next = NULL;              /*只含有一个节点的链表的有序链表。*/  
  119.     while (list != NULL)   {    /*遍历剩下无序的链表*/  
  120.         node = list, q = L;     
  121.         while (q && node->data > q->data  ) {  
  122.             p = q;  
  123.             q = q->next;  
  124.         }  
  125.           
  126.         if (q == L) {  /*插在第一个节点之前*/  
  127.             L = node;  
  128.         }  else {     /*p是q的前驱*/  
  129.             p->next = node;     
  130.         }  
  131.         list = list->next;  
  132.         node->next = q; /*完成插入动作*/  
  133.   
  134.     }  
  135. }  
  136.   
  137.   
  138.   
  139. /************************************************************************/  
  140. /*  
  141. 合并两个线性表 
  142. */  
  143. /************************************************************************/  
  144.   
  145. void mergeList(LinkList  &La, LinkList  &Lb,  LinkList &Lc){  
  146.     LinkList pa, pb, pc;  
  147.     pa  = La->next;  
  148.     pb  = Lb->next;  
  149.     Lc =  pc = La;  
  150.     while (pa && pa) {  
  151.         if (pa->data > pb->data) {  
  152.             pc->next = pb;  
  153.             pc = pb;  
  154.             pb =pb->next;  
  155.         }else{  
  156.             pc->next = pa;  
  157.             pc = pa;   
  158.             pa =pa->next;  
  159.         }  
  160.     }  
  161.     pc->next = pa? pa :pb;  
  162.     free(Lb);  
  163. }  
  164.   
  165. /************************************************************************/  
  166. /* 打印list 
  167. */  
  168. /************************************************************************/  
  169. void printList(LinkList  L){  
  170.     printf("当前值:");  
  171.     LinkList p;  
  172.     p = L->next;  
  173.     while(p){  
  174.         printf("%d ", p->data);   
  175.         p = p->next;  
  176.     }  
  177.     printf("\r\n");   
  178. }  
  179.   
  180. void main()  
  181. {  
  182.     LinkList  La,Lb,Lc;  
  183.     ElemType e;  
  184.     int init,i;  
  185.     printf("LA:\r\n");    
  186.     initList(La);  
  187.     createList(La, 5);  
  188.     insertList(La, 7,  3);    
  189.     printList(La);  
  190.     deleteListElem(La, 3,  e);    
  191.     printList(La);  
  192.     InsertSort(La);  
  193.     printList(La);  
  194.   
  195.     printf("Lb:\r\n");    
  196.     initList(Lb);  
  197.     createList(Lb, 4);  
  198.     InsertSort(Lb);  
  199.     printList(Lb);  
  200.   
  201.     printf("Lc:\r\n");   
  202.     initList(Lc);  
  203.     mergeList(La,   Lb,   Lc);  
  204.     printList(Lc);  
  205.   
  206. }  


 

数据结构-线性表

标签：

原文地址：http://www.cnblogs.com/destim/p/5449993.html
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