线性表——数据结构之一

1.什么是线性表？

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。一般地，一个线性表可以表示成一个线性序列：a0,a1...an其中a1是开始结点，an是终端结点

2.线性表的存储结构有哪些？

（1）顺序存储结构

线性表的顺序存储结构，指的是用一段地址连续的存储单元依次存储线性表的地址连续的存储单元依次存储线性表的数据元素。

（2）链式存储定义

为了表示每个数据元素与其直接后继元素之间的逻辑关系，每个元素除了存储本身的信息外，还需要存储指示其直接后继的信息。

3.顺序表的常见操作有哪些？

线性表的操作主要包括：

（1）创建线性表

（2）清空线性表

（3）销毁线性表

（4）删除线性表元素

（5）插入元素

（6）获取第i个元素，0≤i<n

（7）计算表的长度n

4.线性表顺序存储结构的实现

1）.建立头文件seqlist.h，将数据类型线性表声明为void，实现对数据的封装

#ifndef _SEQLIST_H_#define _SEQLIST_H_//申明为void，实现数据的封装，之后再main函数的使用过程中，//只能通过提供的线性表操作函数来修改线性表长度，插入数据等操作//因为线性表为void类型，同时也不用关心线性表的具体类型typedef void SeqList;typedef void SeqListNode;SeqList* SeqList_Create(int capacity);void SeqList_Destroy(SeqList* list);void SeqList_Clear(SeqList* list);int SeqList_Length(SeqList* list);int SeqList_Capacity(SeqList* list);int SeqList_Insert(SeqList* list, SeqListNode* node, int pos);SeqListNode* SeqList_Get(SeqList* list, int pos);SeqListNode* SeqList_Delete(SeqList* list, int pos);#endif

2）.在seqlist.c中具体实现线性表的操作

#include #include #include "Seqlist.h"/*定义节点存储的数据类型，为地址*/ typedef unsigned int TSeqListNode;typedef struct _tag_SeqList{    int capacity;//线性表最大长度    int length;//线性表当前长度    TSeqListNode* node;//用来存储线性表的元素地址} TSeqList;/*Fuction:1.顺序存储结构创建一个线性表 *@para capacity the maxsize of Seqlist  */SeqList* SeqList_Create(int capacity)//O(1){int ret = 0;ret = (capacity != 0);TSeqList* seqlist = NULL;if(ret){seqlist = (TSeqList*)malloc(sizeof(TSeqList)+capacity*sizeof(TSeqListNode));ret = ret && (seqlist != NULL);if(ret){seqlist -> capacity = capacity;seqlist -> length = 0;seqlist -> node = (TSeqListNode*)(seqlist+1);}else{free(seqlist);seqlist = NULL;}}else{return NULL;}return seqlist;}void SeqList_Destroy(SeqList* list)//O(1){int ret = 0;TSeqList* seqlist = (TSeqList*)list; ret = (seqlist != NULL);if(ret){free(seqlist);seqlist = NULL;}}void SeqList_Clear(SeqList* list)//O(1){int ret = 0;TSeqList* seqlist = (TSeqList*)list; ret = (seqlist != NULL);if(ret){seqlist ->length = 0;}}int SeqList_Length(SeqList* list)//O(1){int ret = 0;TSeqList* seqlist = (TSeqList*)list; ret = (seqlist != NULL);if(ret){ret = seqlist ->length;}    return ret;    }int SeqList_Capacity(SeqList* list)//O(1){int ret = 0;TSeqList* seqlist = (TSeqList*)list; ret = (seqlist != NULL);if(ret){seqlist -> capacity;}}/*插入元素的时候明白一点，顺序存储结构的线性表其实就是一个数组*/int SeqList_Insert(SeqList* list, SeqListNode* node, int pos)//O(n){int ret = 0;int i = 0; TSeqList* seqlist = (TSeqList*)list;ret = (seqlist != NULL) && (node != NULL) && (pos >= 0) && (seqlist->length < seqlist->capacity);if(ret){if(pos > seqlist->length){pos = seqlist->length;}i = seqlist->length - 1;for(i ;i >= pos;i--){seqlist->node[i+1] = seqlist->node[i];}seqlist->node[pos] = (TSeqListNode)node;seqlist->length++;}return ret;}/*获取一个元素*/SeqListNode* SeqList_Get(SeqList* list, int pos)//O(1){int ret = 0;TSeqList* seqlist = (TSeqList*)list;ret = (seqlist != NULL) && (0 <= pos);if(ret){if(pos >= seqlist->length){pos = seqlist->length -1;}ret = (SeqListNode*)seqlist->node[pos]; }return ret;}/*删除一个元素*/SeqListNode* SeqList_Delete(SeqList* list, int pos)//O(n){int ret = 0;int i = 0; TSeqList* seqlist = (TSeqList*)list;SeqListNode* node = NULL;ret = (seqlist != NULL) && (pos >= 0) && (seqlist->length > 0);if(ret){if(pos > seqlist->length){pos = seqlist->length -1;}i = pos;node = (SeqListNode*)seqlist->node[pos];for(i ;i < seqlist->length - 1;i++){seqlist->node[i] = seqlist->node[i+1];}seqlist->length--; }return node;}

3）.测试代码

#include #include "Seqlist.h"int main(){    SeqList* list = SeqList_Create(5);    char i[] = "a";char j[] = "b";char k[] = "c";char x[] = "d";char y[] = "e";char z[] = "f";    int index = 0;    SeqList_Insert(list, &i, 0);        SeqList_Insert(list, &j, 7);    SeqList_Insert(list, &k, 7);    SeqList_Insert(list, &x, 7);    SeqList_Insert(list, &y, 7);    SeqList_Insert(list, &z, 7);printf("length = %d\n",SeqList_Length(list));    for(index=0; index 0 )    {        char* p = (char*)SeqList_Delete(list, 0);                printf("%s\n", p);    }    SeqList_Destroy(list);    return 0; }

4）.结果

5.线性表链式存储结构的实现

1）将对链表操作函数的声明放在slist.h中

#ifndef _LINKLIST_H_#define _LINKLIST_H_//此处定义链表的类型为void，方便后续使用可以接受任何类型的数据 typedef void LinkList;typedef struct _tag_LinkListNode LinkListNode;//链表指针域 struct _tag_LinkListNode{    LinkListNode* next;};LinkList* LinkList_Create();void LinkList_Destroy(LinkList* list);void LinkList_Clear(LinkList* list);int LinkList_Length(LinkList* list);int LinkList_Insert(LinkList* list, LinkListNode* node, int pos);LinkListNode* LinkList_Get(LinkList* list, int pos);LinkListNode* LinkList_Delete(LinkList* list, int pos);#endif

2）将对链表操作函数的实现放入slist.c中，实现如下

/******************************************************************************* *Fuction:实现一个可复用的链表，整个链表的操作都是基于链表节点的地址， *  因此获取链表元素以及插入元素到链表都是对链表节点的地址的操作， *  并没有对链表中所存储的数据进行操作，好处就是链表的数据域可扩展行比较好， *  可以添加任意数据到数据域 *Description:创建一个链表，返回链表地址 *parameter: *******************************************************************************/#include <stdio.h>#include <malloc.h>#include "LinkList.h"/**************************************************************** *Description:头结点结构体 *Variable:header为头结点的地址,length保存链表的长度,注意两个变量的顺序不能调换 *因为第一个变量的地址就是结构体变量的地址 ***************************************************************/typedef struct _tag_LinkList{    LinkListNode header;    int length;}TLinkList;/**************************************************************** *Description:创建一个链表，返回链表地址 *parameter: ***************************************************************/LinkList* LinkList_Create() // O(1){TLinkList* slist = NULL;slist = (TLinkList*)malloc(sizeof(TLinkList));if(NULL != slist){slist->header.next = NULL;slist -> length = 0;}return slist;}/**************************************************************** *Description:销毁一个链表，返回链表地址 *parameter: ***************************************************************/void LinkList_Destroy(LinkList* list) // O(1){TLinkList* slist = (TLinkList*)list;if(NULL != slist){free(slist);slist = NULL;}}/**************************************************************** *Description:清空一个链表 *parameter: ***************************************************************/void LinkList_Clear(LinkList* list) // O(1){TLinkList* slist = (TLinkList*)list;if(NULL != slist){slist->header.next = NULL;slist -> length = 0;}}/**************************************************************** *Description:返回链表长度 *parameter: ***************************************************************/int LinkList_Length(LinkList* list) // O(1){int ret = -1;TLinkList* slist = NULL;slist = (TLinkList*)list;if(NULL != slist){ret = slist -> length;}return ret;}/**************************************************************** *Description:插入一个节点到链表，node为一个节点的地址 *parameter: *varibale:pre_node保存插入节点的前一个指针，cur_node要插入节点的位置  ***************************************************************/int LinkList_Insert(LinkList* list, LinkListNode* node, int pos) // O(n){int i = 0;TLinkList* slist = (TLinkList*)list;LinkListNode* pre_node = (LinkListNode*)slist;int ret = (NULL!=list) && (NULL != node) && (pos >= 0);if(ret){if(pos >= slist->length){pos = slist -> length;}for(i=0; i<pos; i++){pre_node = pre_node -> next;} node -> next = pre_node -> next;pre_node -> next = node;slist -> length++;}return ret;}/**************************************************************** *Description:获取链表一个节点的地址，返回的是一个节点的地址 *parameter: ***************************************************************/LinkListNode* LinkList_Get(LinkList* list, int pos) // O(n){int i = 0;TLinkList* slist = (TLinkList*)list;LinkListNode* cur_node = (LinkListNode*)slist;if((NULL!=slist) && (pos >= 0) &&(slist -> length > 0)){if(pos >= slist->length){pos = slist -> length - 1;}for(i=0; i<=pos; i++){cur_node = cur_node -> next;}}return cur_node;}LinkListNode* LinkList_Delete(LinkList* list, int pos) // O(n){int i = 0;TLinkList* slist = (TLinkList*)list;LinkListNode* pre_node = (LinkListNode*)slist;LinkListNode* cur_node = NULL;if((NULL!=slist) && (pos >= 0) &&(slist -> length > 0)){if(pos >= slist->length){pos = slist -> length - 1;}for(i=0;i<pos;i++){pre_node = pre_node -> next;}cur_node = pre_node -> next;pre_node -> next = cur_node-> next; slist -> length--;}return cur_node;}

3）测试代码

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include "LinkList.h"struct Value{LinkListNode header;    int v;};int main(int argc, char *argv[]) {    int i = 0;    LinkList* list = LinkList_Create();        struct Value v1;    struct Value v2;    struct Value v3;    struct Value v4;    struct Value v5;        v1.v = 1;    v2.v = 2;    v3.v = 3;    v4.v = 4;    v5.v = 5;        LinkList_Insert(list, (LinkListNode*)&v1, LinkList_Length(list));        LinkList_Insert(list, (LinkListNode*)&v2, LinkList_Length(list));    LinkList_Insert(list, (LinkListNode*)&v3, LinkList_Length(list));    LinkList_Insert(list, (LinkListNode*)&v4, LinkList_Length(list));    LinkList_Insert(list, (LinkListNode*)&v5, LinkList_Length(list));        printf("LinkList_Length(list) = %d\n",LinkList_Length(list));    for(i=0; i<LinkList_Length(list); i++)    {        struct Value* pv = (struct Value*)LinkList_Get(list, i);                printf("%d\n", pv->v);    }        while( LinkList_Length(list) > 0 )    {        struct Value* pv = (struct Value*)LinkList_Delete(list, 0);                printf("%d\n", pv->v);    }        LinkList_Destroy(list);    return 0;}

4)运行结果