静态链表类模板的实现
来源：互联网 发布：qq群发软件sudm 编辑：程序博客网 时间：2024/05/21 09:50
相信你如果能找到这里，最起码单链表循环链表是什么你应该已经知道了，静态链表其实就是在单链表的基础上修改了每个函数的实现方法，使其基于数组实现。那么我就先介绍一下静态链表。
静态链表是利用数组来模拟存储空间来实现链表的，因为在整个运算过程中它的存储空间的大小不会改变，所以我们称之为 静态链表。
特点：
1.由数组模拟存储空间，实现链表。
2.可以不改变物理位置。通过改变链接来实现链表。
3.每个结点有一个data存放数据，next存放链接，有一个avail指针存放下一个空结点的位置。
图是自己做的，有点简陋，不过还是可以看明白的。
之后简单说一下实现的步骤，基本原理就是新建一个数组，用这个数组来存放节点，而每个节点有两个域，其中data存放数据，next存放链表中下一个节点的位置，注意链表的顺序不一定是和数组的顺序相同的，同时还有一个avail指针指向下一个空的位置，我们每一次插入数据或者删除数据都需要对next和avail的指向进行更新，以保证链表的正常。同时要注意链表表尾元素的next是要赋值为-1表示链表的结束。OK，具体的不再说，看完代码就懂了。
LinkList.h
#ifndef __LK_LIST_H__#define __LK_LIST_H__#include "Assistance.h"// 辅助软件包// 静态链表类template <class ElemType>class LinkList {protected:// 静态链表的数据成员int head;int maxLength;//最长长度 int avail; //备用指链表表头struct Data { ElemType data; int next;////下一个结点的位置};Data *sll; //数组public:// 静态链表的函数成员 LinkList(int maxLength=10000);// 构造函数virtual ~LinkList();// 析构函数int GetLength() const;// 求静态链表长度 bool IsEmpty() const; // 判断静态链表是否为空void Clear();// 将静态链表清空void Traverse(void (*Visit)(const ElemType &)) const;// 遍历静态链表int LocateElem(const ElemType &e) const; // 元素定位 Status GetElem(int position, ElemType &e) const; // 求指定位置的元素Status SetElem(int position, const ElemType &e); // 设置指定位置的元素值Status DeleteElem(int position, ElemType &e); // 删除元素Status InsertElem(int position, const ElemType &e); // 在指定位置插入元素Status InsertElem(const ElemType &e); // 在表尾插入元素/*LinkList(const LinkList<ElemType> &la); // 复制构造函数LinkList<ElemType> &operator =(const LinkList<ElemType> &la); // 重载赋值运算 */};// 静态链表类的实现部分template <class ElemType>LinkList<ElemType>::LinkList(int maxLen)// 操作结果：构造一个空链表{maxLength=maxLen;head=0; //未使用头结点sll =new Data[maxLength]; //新建空数组for(int i=0;i< maxLen; i++) //将数组中每个元素指向下个元素 sll[i].next=i+1; sll[maxLen-1].next=-1; //最后一位指向-1，代表数组结束 avail=1; //链表未使用时avail指向0}template <class ElemType>LinkList<ElemType>::~LinkList()// 操作结果：销毁静态链表{delete []sll;}template <class ElemType>int LinkList<ElemType>::GetLength() const// 操作结果：返回单链表的长度 {int length=0;int j=head;while(sll[j].next !=-1){ length++; j=sll[j].next;}return length;}template <class ElemType>bool LinkList<ElemType>::IsEmpty() const// 操作结果：如静态链表为空，则返回true，否则返回false{return sll[head].next==-1;}template <class ElemType>void LinkList<ElemType>::Clear()// 操作结果：清空单链表,删除单链表中所有元素结点 {int j=head;int k=1;for(j=head;sll[j].next!=-1;j=sll[j].next){sll[j].data='0';sll[j].next=k;k++;}sll[j].next=k;sll[head].next=-1;avail=1;}template <class ElemType>void LinkList<ElemType>::Traverse(void (*Visit)(const ElemType &)) const // 操作结果：依次对单链表的每个元素调用函数(*visit)访问{ int j=head;while (sll[j].next != -1) {(*Visit)(sll[sll[j].next].data);// 对单链表中每个元素调用函数(*visit)访问 j=sll[j].next;}}template <class ElemType>int LinkList<ElemType>::LocateElem(const ElemType &e) const// 元素定位 { int j=head; int count = 1;while (sll[j].next != -1 && sll[j].data != e) { count++;j=sll[j].next;}if(count-1 > GetLength()){if(sll[count-1].data == e||sll[count-2].data == e)return count-1;else return RANGE_ERROR;}else return count-1;}template <class ElemType>Status LinkList<ElemType>::GetElem(int i, ElemType &e) const// 操作结果：当链表存在第i个元素时，用e返回其值，函数返回ENTRY_FOUND,//否则函数返回NOT_PRESENT{if (i < 1 || i > GetLength())return RANGE_ERROR; else{int j=head;int count;for (count = 1; count <= i; count++) j=sll[j].next; // j指向第i个结点e=sll[j].data;// 用e返回第i个元素的值return ENTRY_FOUND;}}template <class ElemType>Status LinkList<ElemType>::SetElem(int i, const ElemType &e)// 操作结果：将链表的第i个位置的元素赋值为e,//i的取值范围为1≤i≤length,//i合法时函数返回SUCCESS,否则函数返回RANGE_ERROR{if (i < 1 || i > GetLength())return RANGE_ERROR; else{int j=head;int count;for (count = 1; count <= i; count++) j=sll[j].next; // 取出指向第i个结点的指针sll[j].data = e; // 修改第i个元素的值为e return SUCCESS;}}template <class ElemType>Status LinkList<ElemType>::DeleteElem(int i, ElemType &e)// 操作结果：删除链表的第i个位置的元素, 并用e返回其值,//i的取值范围为1≤i≤length,//i合法时函数返回SUCCESS,否则函数返回RANGE_ERROR{if (i < 1 || i > GetLength())return RANGE_ERROR; // i范围错 else{int j=head,k,l;for (int count = 1; count < i; count++) j=sll[j].next; k=sll[sll[j].next].data;l=sll[sll[j].next].next;sll[sll[j].next].data='0';sll[sll[j].next].next=avail; int temp=sll[j].next;sll[j].next =l; avail=temp;e = k; // 用e返回被删结点元素值return SUCCESS;}}template <class ElemType>Status LinkList<ElemType>::InsertElem(int i, const ElemType &e)// 操作结果：在链表的第i个位置前插入元素e//i的取值范围为1≤i≤length+1//i合法时返回SUCCESS, 否则函数返回RANGE_ERROR{if (i < 1 || i > GetLength()+1 || GetLength()+1 > maxLength)return RANGE_ERROR; else{int j=head;int k=avail;int count;if(i==GetLength()+1)InsertElem(e);else if(i==1){ avail=sll[k].next; int temp=sll[head].next; sll[k].data=e; sll[head].next=k; sll[k].next=temp;}else{avail=sll[k].next;for (count = 1; count < i; count++)j=sll[j].next; // p指向第i-1个结点int temp=sll[j].next;sll[j].next=k; sll[k].data=e;sll[k].next=temp;}return SUCCESS;}}template <class ElemType>Status LinkList<ElemType>::InsertElem(const ElemType &e)// 操作结果：在静态链表的表尾位置插入元素e{int j=head;int k=avail;avail=sll[avail].next;for (j=head;sll[j].next!=-1 ; j=sll[j].next) ;// 指向表尾结点sll[j].next=k;// 在链表的表尾位置插入新结点 sll[k].data= e;sll[k].next= -1;return SUCCESS;}#endifAssistance.h#ifndef __ASSISTANCE_H__// 如果没有定义__ASSISTANCE_H__#define __ASSISTANCE_H__// 那么定义__ASSISTANCE_H__// 辅助软件包// ANSI C++标准库头文件#include <cstring>// 标准串操作#include <iostream>// 标准流操作#include <limits>// 极限#include <cmath>// 数据函数#include <fstream>// 文件输入输出#include <cctype>// 字符处理#include <ctime> // 日期和时间函数#include <cstdlib>// 标准库#include <cstdio> // 标准输入输出#include <iomanip>// 输入输出流格式设置#include <cstdarg> // 支持变长函数参数#include <cassert>// 支持断言using namespace std;// 标准库包含在命名空间std中// 自定义类型enum Status {SUCCESS, FAIL, UNDER_FLOW, OVER_FLOW,RANGE_ERROR, DUPLICATE_ERROR,NOT_PRESENT, ENTRY_INSERTED, ENTRY_FOUND, VISITED, UNVISITED};// 宏定义#define DEFAULT_SIZE 1000// 缺省元素个数#define DEFAULT_INFINITY 1000000// 缺省无穷大// 辅助函数声明char GetChar(istream &inStream = cin); // 从输入流inStream中跳过空格及制表符获取一字符template <class ElemType >void Swap(ElemType &e1, ElemType &e2);// 交换e1, e2之值template<class ElemType>void Display(ElemType elem[], int n);// 显示数组elem的各数据元素值template <class ElemType>void Write(const ElemType &e);// 显示数据元素// 辅助类class Error;// 通用异常类char GetChar(istream &inStream)// 操作结果：从输入流inStream中跳过空格及制表符获取一字符{char ch;// 临时变量while ((ch = (inStream).peek()) != EOF// 文件结束符(peek()函数从输入流中接受1// 字符,流的当前位置不变)&& ((ch = (inStream).get()) == ' '// 空格(get()函数从输入流中接受1字符,流// 的当前位置向后移1个位置)|| ch == '\t'));// 制表符return ch;// 返回字符}// 通用异常类 #define MAX_ERROR_MESSAGE_LEN 100class Error{private:// 数据成员char message[MAX_ERROR_MESSAGE_LEN];// 异常信息public:// 方法声明Error(const char *mes = "一般性异常!");// 构造函数 ~Error(void) {};// 析构函数void Show() const;// 显示异常信息};// 通用异常类的实现部分Error::Error(const char *mes)// 操作结果：由mes构构通用异常对象{strcpy(message, mes);// 复制异常信息}void Error::Show()const// 操作结果：显示异常信息{cout << message << endl;// 显示异常信息}template <class ElemType >void Swap(ElemType &e1, ElemType &e2)// 操作结果: 交换e1, e2之值{ElemType temp;// 临时变量// 循环赋值实现交换e1, e2temp = e1;e1 = e2; e2 = temp;}template<class ElemType>void Display(ElemType elem[], int n)// 操作结果: 显示数组elem的各数据元素值{for (int i = 0; i < n; i++){// 显示数组elemcout << elem[i] << " ";}cout << endl; }template <class ElemType>void Write(const ElemType &e)// 操作结果: 显示数据元素{ cout << e << " ";}#endifTestStaticLinklist.cpp#include "LinkList.h"// 静态链表类int main(void){LinkList<char> s(10); char c='*';char e;int i; while (c != '0'){ cout << endl << "1. 生成静态链表."; cout << endl << "2. 显示静态链表."; cout << endl << "3. 取指定位置的元素."; cout << endl << "4. 设置元素值."; cout << endl << "5. 删除元素."; cout << endl << "6. 插入元素.";cout << endl << "7. 元素定位";cout << endl << "8. 取静态链表长度"; cout << endl << "0. 退出";cout << endl << "选择功能(0~8):";cin >> c;switch (c) {case '1': s.Clear();cout << endl << "输入e(e = #时退出):";cin >> e;while (e != '#') {s.InsertElem(e);if(s.GetLength()>=10){cout<<"链表已满"<<endl;break;}cin >> e;}break; case '2': s.Traverse(Write<char>);break;case '3': cout << endl << "输入元素位置:"; cin >> i; if (s.GetElem(i, e) == RANGE_ERROR) cout << "元素不存在." << endl;elsecout << "元素:" << e << endl; break; case '4': cout << endl << "输入位置:"; cin >> i; cout << endl << "输入元素值:"; cin >> e;if (s.SetElem(i, e) == RANGE_ERROR)cout << "位置范围错." << endl;elsecout << "设置成功." << endl; break; case '5': cout << endl << "输入位置:"; cin >> i; if (s.DeleteElem(i, e) == RANGE_ERROR) cout << "位置范围错." << endl;elsecout << "被删除元素值:" << e << endl; break;case '6': cout << endl << "输入位置:"; cin >> i; cout << endl << "输入元素值:"; cin >> e; if (s.InsertElem(i, e) == RANGE_ERROR) cout << "位置范围错." << endl;elsecout << "成功:" << e << endl; break;case '7': cout << endl << "输入元素的值:"; cin >> e; if (s.LocateElem(e) == RANGE_ERROR)cout << "元素不存在." << endl;elsecout << "元素" << e << "的序号为：" << s.LocateElem(e) << endl; break;case '8': cout << endl << "单链表的长度为:" << s.GetLength() << endl; break; }}return 0; // 返回值0, 返回操作系统 } 嗯，一切OK。看到这里的孩纸明天要研讨今晚还是早点睡吧，PPT随便做做就行老师不会在意的。
只是自己根据书上讲解，并不一定完全正确，如有漏洞或可优化望请大神指出，谢谢~~
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