【数据结构】单链表&&静态链表详解和代码实例

2018/06/29 23:07
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01 单链表(Singly Linked List )

1.1 什么是单链表?

单链表是一种链式存储的结构。它动态的为节点分配存储单元。当有节点插入时,系统动态的为结点分配空间。在结点删除时,应该及时释放相应的存储单元,以防止内存泄露。由于是链式存储,所以操作单链表时,必须知道头结点或者头指针的位置。并且,在查找第i个节点时,必须找到第i-1个节点。

1.2 单链表的存储结构代码描述

对于链式存储,通过上一节的讲解相信大家已经了解得够清楚了。如下图所示:

下面我们来看看单链表存储是如何用代码来实现的。

1//单链表的存储结构C语言代码
2typedef struct SListNode
3{

4    datatype data;    //数据域
5    struct SListNode * pnext;//指针域
6}SLinkList;

由上面的结构我们可以看出,一个节点由存放数据的数据域和存放地址的指针域组成。假如p指向了第i个节点,那么p->data就是该节点存放的数据,而p->pnext自然就是指向下一个节点的指针。如下图所示:

那么接下来我们看看单链表的各个操作具体实现吧。(只讲几个关键步骤)
备注:下面的代码基于这样的一个单链表:

  • 有一个头指针phead
  • 有一个头结点node
  • 头指针指向头结点,头结点位置记为0

1.3 单链表的读取

在拿到头指针以后,单链表的读取也并非一件难事。一开始设置一个计数变量,不断遍历链表,让计数器自增。找到合适的位置将数据读取出来。具体代码实现如下:

 1#define status bool
2#define ERROR false
3#define OK true
4/*
5 * 函数功能:获取位置index节点的数据
6 * 参数说明:phead链表头结点,e用来获取的变量,index索引
7*/

8
9status GetSListIndexNode(Node * phead,DType *e, int index)
10
{
11    int icount = 0//计数器
12    //注:0号位为头结点,头结点不存放任何数据
13    if (phead->pnext == nullptr || index < 1 || index > GetSListLength()/*此处为链表长度*/)
14    {
15        return ERROR; //异常 处理
16    }
17    while (phead->pnext != nullptr)
18    {
19        icount++;
20        phead = phead->pnext;
21        if (icount == index)
22        {
23            *e = phead->data;
24            return OK;
25        }
26    }
27    return ERROR;
28}

1.4 单链表的插入

1.4.1 指定位置后插

其实链表的插入和删除都是很简单的操作,初学者只要抓住指针指向的节点,并加以区分开来,就很easy了。如下图:

图中,假如此时p指向了我们要插入的节点的位置。那么,怎样把我们的S节点给插入到p指向的节点之后?在这里我们先不要惊动p以及p后面的节点:

  1. 我们先让S节点指向p之后的节点(步骤①)
  2. 之后我们切断p和p后面那个节点的关系(步骤②)
  3. 最后让p节点的指针域指向s节点(步骤③),搞定

算法描述:

  1. 声明一个指针p指向链表头结点,向后遍历p=p->next,找到正确的位置。
  2. 新建一个结点s。
  3. s->next = p->next ①
  4. p->next = s ②③
    具体代码如下:
 1#define status bool
2#define ERROR false
3#define OK true
4/*
5 * 函数功能:指定位置后插
6 * 参数说明:phead链表头结点,IData插入的数据,index索引
7*/

8status InsertSListNodeFront(Node * phead, DType IData, int index)
9
{
10    if (phead->pnext == nullptr || index < 1 || index > GetSListLength())
11    {
12        return ERROR; //异常 处理
13    }
14    int iCount = 0//计数器
15    Node<DType> * q = nullptr//备用
16    while (phead->pnext != nullptr)
17    {
18        iCount++;
19        q = phead;
20        phead = phead->pnext;
21        if ( iCount == index )
22        {
23            Node<DType> * p = new Node<DType>;
24            p->data = IData;
25            p->pnext = phead;
26            q->pnext = p;   //前插
27            return OK;
28        }
29    }
30    return ERROR;
31}
1.4.2 指定位置前插

咳咳,聪明的小伙伴,用脑子想想。指定位置前插 == 指定位置的前一个位置进行后插。懂了吧?直接看具体代码:

 1/*
2 * 函数功能:指定位置后插
3 * 参数说明:phead链表头结点,IData插入的数据,index索引
4*/

5status InsertSListNodeBack(Node * phead, DType IData, int index)
6
{
7    if (phead->pnext == nullptr || index < 1 || index > GetSListLength())
8    {
9        return ERROR; //异常 处理
10    }
11    int iCount = 0//计数器
12    Node<DType> * q = nullptr//备用
13    while (phead->pnext != nullptr)
14    {
15        iCount++;
16        q = phead;
17        phead = phead->pnext;
18        if (iCount == index)
19        {
20            Node<DType> * p = new Node<DType>;
21            q = phead;
22            phead = phead->pnext; //后插就是后一个节点的前插咯
23            p->data = IData;
24            p->pnext = phead;
25            q->pnext = p;   
26            return OK;
27        }
28    }
29    return ERROR;
30}

1.5 单链表的删除

单链表的删除其实也是很简单。只要比如要删除p指向的节点,只需要让p之前的节点的指针域直接指向p之后的节点,再把p给free就OK了。如下图:

算法描述:

  1. 声明一个指针p指向链表头结点,向后遍历p=p->next,找到要删除的节点位置。
  2. q = p->next
  3. p->next = q->next ①②
  4. free(q) ③④

具体代码如下:

 1/*
2 * 函数功能:指定位置后插
3 * 参数说明:phead链表头结点,IData获取删除的数据,index索引
4*/

5//删除指定位置节点(e获取删除元素)
6template <typename DType>
7status DeleteSListIndexNode(Node * phead, DType *e, int index)
8
{
9    int i = 0//计数器
10    Node<DType> * q = nullptr;
11    if (phead->pnext == nullptr || index < 1 || index > GetSListLength())
12    {
13        return ERROR; //异常 处理
14    }
15    while (phead->pnext != nullptr)
16    {
17        i++;
18        q = phead; //保存备用
19        phead = phead->pnext;
20        if (i == index)
21        {
22            *e = phead->data;
23            q->pnext = phead->pnext; //删除出局
24            return OK;
25        }
26    }
27    return ERROR;
28}

代码应该不难,相信大家都能很容易看懂。

1.6.1 单链表的完整代码

好了,前面介绍了几个重要的操作,接下来请大家看看完整的代码吧。小编为了使用方便,就用C++的class和template将整个链表封装到了一个类里面,通过模板实现泛型编程。

  1/*
2 * 文件名:SingleLinkList.h
3 * 说明 :类的各种声明
4 */

5#pragma once //VC编译器防止头文件被重复包含的一条预编译指令
6
7#define status bool
8#define OK true
9#define ERROR false
10#define YES true
11#define NO false
12
13template <typename DType>
14class Node
15{

16public:
17    DType data;
18    Node * pnext;
19};
20
21template <typename DType>
22class CSingleLinkList
23{

24private:
25    Node<DType> *phead; //链表头指针
26public:
27    CSingleLinkList();//构造,类被创建时调用
28    ~CSingleLinkList();//析构,类被销毁时调用
29public:
30    //初始化链表
31    status InitSList();
32    //获取链表长度
33    int GetSListLength();
34    //增加一个节点 前插法
35    status AddSListNodeFront(DType idata);
36    //增加一个节点 后插法
37    status AddSListNodeBack( DType idata);
38    //判断链表是否为空
39    status IsSListEmpty();
40    //获取指定位置节点值(注意,本程序规定0号为头节点,e获取删除元素)
41    status GetSListIndexNode(DType *e, int index);
42    //删除指定位置节点(e获取删除元素)
43    status DeleteSListIndexNode(DType *e, int index);
44    //查找链表中指定值(pindex获取位置0==>not found)
45    status SearchSListNode(DType SData, int *pindex);
46    //指定位置前插
47    status InsertSListNodeFront(DType IData, int index);
48    //指定位置后插
49    status InsertSListNodeBack(DType IData, int index);
50    //清空链表(保留根节点)
51    status ClearSList();
52    //销毁链表(all delete)
53    status DestorySList();
54    //尾部删除一个元素
55    status DeleteSListNodeBack();
56    //打印链表   此函数根据实际情况而定
57    void PrintSList();
58};
59
60/*
61 * 文件名:SingleLinkList.cpp
62 * 说明 :类的各种方法的实现
63 */

64
65#include "SingleLinkList.h"
66#include <stdio.h>
67
68template <typename DType>
69CSingleLinkList<DType>::CSingleLinkList()
70{
71    cout << "链表创建" << endl;
72    InitSList();
73}
74template <typename DType>
75CSingleLinkList<DType>::~CSingleLinkList()
76{
77    cout << "链表销毁" << endl;
78    DestorySList();
79}
80//初始化链表
81template <typename DType>
82status CSingleLinkList<DType>::InitSList()
83{
84    Node<DType> * ph = new Node<DType>;
85    if (ph != NULL)
86    {
87        ph->pnext = nullptr;
88        this->phead = ph; //头结点
89        return OK;
90    }
91    return ERROR;
92}
93//获取链表长度(head_node is not included)
94template <typename DType>
95int CSingleLinkList<DType>::GetSListLength()
96{
97    int length = 0;
98    Node<DType> * phead = this->phead;
99    while (phead->pnext != nullptr)
100    {
101        length++;
102        phead = phead->pnext;
103    }
104    return length;
105}
106//增加一个节点 前插法
107template <typename DType>
108status CSingleLinkList<DType>::AddSListNodeFront( DType idata)
109{
110    Node<DType> * pnode = new Node<DType>;
111    if (pnode != NULL)
112    {
113        pnode->data = idata;
114        pnode->pnext = this->phead->pnext;
115        this->phead->pnext = pnode; //挂载
116
117        //printf("pnode = %p  pnode->pnext = %p this->phead->pnext = %p this->phead = %p\n", pnode, pnode->pnext, this->phead->pnext, this->phead);
118        return OK;
119    }
120    return ERROR;
121}
122
123
124//增加一个节点 尾插法
125template <typename DType>
126status CSingleLinkList<DType>::AddSListNodeBack(DType idata)
127{
128    Node<DType> * pnode = new Node<DType>;
129    Node<DType> * phead = this->phead;
130    if (pnode != NULL)
131    {
132        while (phead->pnext != nullptr)
133        {
134            phead = phead->pnext;
135        }
136        pnode->data = idata;
137        pnode->pnext = nullptr;
138        phead->pnext = pnode; //挂载
139        return OK;
140    }
141    return ERROR;
142}
143//判断链表是否为空
144template <typename DType>
145status CSingleLinkList<DType>::IsSListEmpty()
146{
147    if (this->phead->pnext == nullptr)
148    {
149        return YES;
150    }
151    return NO;
152}
153//获取指定位置节点值(注意,本程序规定0号为头节点,e获取节点的值)
154template <typename DType>
155status CSingleLinkList<DType>::GetSListIndexNode(DType *e, int index)
156{
157    Node<DType> * phead = this->phead;
158    int i = 0//计数器
159    if (phead->pnext == nullptr || index < 1 || index > GetSListLength())
160    {
161        return ERROR; //异常 处理
162    }
163    while (phead->pnext != nullptr)
164    {
165        i++;
166        phead = phead->pnext;
167        if (i == index)
168        {
169            *e = phead->data;
170            return OK;
171        }
172    }
173    return ERROR;
174}
175//删除指定位置节点(e获取删除元素)
176template <typename DType>
177status CSingleLinkList<DType>::DeleteSListIndexNode( DType *e, int index)
178{
179    Node<DType> * phead = this->phead;
180    int i = 0//计数器
181    Node<DType> * q = nullptr;
182    if (phead->pnext == nullptr || index < 1 || index > GetSListLength())
183    {
184        return ERROR; //异常 处理
185    }
186    while (phead->pnext != nullptr)
187    {
188        i++;
189        q = phead; //保存备用
190        phead = phead->pnext;
191        if (i == index)
192        {
193            *e = phead->data;
194            q->pnext = phead->pnext; //删除出局
195            return OK;
196        }
197    }
198    return ERROR;
199}
200//查找链表中指定值(pindex获取位置   0==>not found)
201template <typename DType>
202status CSingleLinkList<DType>::SearchSListNode( DType SData, int *pindex)
203{
204    Node<DType> * phead = this->phead;
205    int iCount = 0;//计数器
206    while (phead->pnext != nullptr)
207    {
208        iCount++;
209        phead = phead->pnext;
210        if (phead->data == SData)
211        {
212            *pindex = iCount;
213            return YES;
214        }
215    }
216    *pindex = 0;
217    return NO;
218}
219//指定位置前插
220template <typename DType>
221status CSingleLinkList<DType>::InsertSListNodeFront(DType IData, int index)
222{
223    Node<DType> * phead = this->phead;
224    if (phead->pnext == nullptr || index < 1 || index > GetSListLength())
225    {
226        return ERROR; //异常 处理
227    }
228    int iCount = 0//计数器
229    Node<DType> * q = nullptr//备用
230    while (phead->pnext != nullptr)
231    {
232        iCount++;
233        q = phead;
234        phead = phead->pnext;
235        if ( iCount == index )
236        {
237            Node<DType> * p = new Node<DType>;
238            p->data = IData;
239            p->pnext = phead;
240            q->pnext = p;   //前插
241            return OK;
242        }
243    }
244    return ERROR;
245}
246//指定位置后插
247template <typename DType>
248status CSingleLinkList<DType>::InsertSListNodeBack( DType IData, int index)
249{
250    Node<DType> * phead = this->phead;
251    if (phead->pnext == nullptr || index < 1 || index > GetSListLength())
252    {
253        return ERROR; //异常 处理
254    }
255    int iCount = 0//计数器
256    Node<DType> * q = nullptr//备用
257    while (phead->pnext != nullptr)
258    {
259        iCount++;
260        q = phead;
261        phead = phead->pnext;
262        if (iCount == index)
263        {
264            Node<DType> * p = new Node<DType>;
265            q = phead;
266            phead = phead->pnext; //后插就是后一个节点的前插咯
267            p->data = IData;
268            p->pnext = phead;
269            q->pnext = p;   
270            return OK;
271        }
272    }
273    return ERROR;
274}
275//清空链表(保留根节点)
276template <typename DType>
277status CSingleLinkList<DType>::ClearSList()
278{
279    Node<DType> * phead = this->phead;
280    Node<DType> * q = nullptr//防止那啥,野指针
281    phead = phead->pnext;//保留头节点
282    while (phead != nullptr)
283    {
284        q = phead;
285        phead = phead->pnext;
286        delete q; //释放
287    }
288    this->phead->pnext = nullptr;
289    return OK;
290}
291//销毁链表(all delete)
292template <typename DType>
293status CSingleLinkList<DType>::DestorySList()
294{
295    ClearSList();
296    delete this->phead;//释放头结点 
297    return OK;
298}
299
300template <typename DType>
301status CSingleLinkList<DType>::DeleteSListNodeBack()
302{
303    Node<DType> * phead = this->phead;
304    Node<DType> * q = nullptr//备用
305    if (phead->pnext == nullptr)
306    {
307        return ERROR; //链表都空了还删鸡毛
308    }
309    while (phead->pnext != nullptr)
310    {
311        q = phead;
312        phead = phead->pnext;
313    }
314    q->pnext = nullptr;
315    delete phead;
316
317    return OK;
318
319}
320template <typename DType>
321void CSingleLinkList<DType>::PrintSList()
322{
323    Node<DType> * phead = this->phead;
324    if (phead->pnext == nullptr || phead == nullptr)
325    {
326        cout << "链表为空,打印鸡毛" << endl;
327        return;
328    }
329    int i = 1;
330    cout << "===============print list================" << endl;
331    while (phead->pnext != nullptr)
332    {
333        phead = phead->pnext;
334        cout <<"node[" << i++ << "] = " << phead->data<<endl;
335    }
336}
337
338/*
339 * 文件名:SingleLinkListTest.cpp
340 * 说明 :测试代码
341 */

342
343 #include <iostream>
344#include "SingleLinkList.h"
345#include "SingleLinkList.cpp"
346
347using namespace std;
348
349int main()
350
{
351    CSingleLinkList<int> * pMySList = new CSingleLinkList<int>;
352    cout << pMySList->IsSListEmpty() << endl;
353    pMySList->AddSListNodeFront(111);
354    pMySList->AddSListNodeFront(222);
355    pMySList->AddSListNodeFront(333);
356
357    cout << "链表长度" << pMySList->GetSListLength() << endl;
358
359    pMySList->PrintSList();
360
361    pMySList->AddSListNodeBack(444);
362    pMySList->AddSListNodeBack(555);
363    pMySList->AddSListNodeBack(666);
364
365    pMySList->PrintSList();
366
367    cout << pMySList->IsSListEmpty() << endl;
368    cout << "链表长度" << pMySList->GetSListLength() << endl;
369
370    int GetElem, GetIndex;
371    pMySList->GetSListIndexNode(&GetElem, 2);
372    cout << "Got Elem = " << GetElem << endl;
373
374    pMySList->GetSListIndexNode(&GetElem, 6);
375    cout << "Got Elem = " << GetElem << endl;
376
377    pMySList->GetSListIndexNode(&GetElem, 4);
378    cout << "Got Elem = " << GetElem << endl;
379
380    pMySList->DeleteSListIndexNode(&GetElem, 1);
381    cout << "del Elem = " << GetElem << endl;
382    pMySList->DeleteSListIndexNode(&GetElem, 3);
383    cout << "del Elem = " << GetElem << endl;
384
385
386    pMySList->PrintSList();
387
388    pMySList->SearchSListNode(555, &GetIndex);
389    cout << "Search Index = " << GetIndex << endl;
390    pMySList->SearchSListNode(111, &GetIndex);
391    cout << "Search Index = " << GetIndex << endl;
392    pMySList->SearchSListNode(666, &GetIndex);
393    cout << "Search Index = " << GetIndex << endl;
394
395    pMySList->InsertSListNodeFront(3331);
396    pMySList->InsertSListNodeFront(4444);
397
398    pMySList->PrintSList();
399
400    pMySList->InsertSListNodeBack(7773);
401    pMySList->InsertSListNodeBack(8885);
402
403    pMySList->PrintSList();
404
405    pMySList->DeleteSListNodeBack();
406    pMySList->PrintSList();
407    pMySList->DeleteSListNodeBack();
408    pMySList->PrintSList();
409    pMySList->DeleteSListNodeBack();
410    pMySList->PrintSList();
411
412    return 0;
413}
414
415

代码如果有不正确的地方,欢迎大家来指正哈。

02 静态链表(circular linked list)

2.1 什么是静态链表?

我们把线性表的元素存放在数组中,这些元素由两个域组成:

  • 数据域data
  • 指针域cur

数据域是存放数据的,而指针域,这里和链表不同是,它存的不再是指向下一个节点的内存地址。而是下一个节点在数组中的下标。我们就把这种用数组描述的链表称为静态表,该方法也称之为游标实现法。如下图所示:

由上图我们需要注意以下几点:

  • 我们对数组的第一个元素和最后一个元素做特殊处理,不存放数据。
  • 把未使用的数组元素称为备用链表。
  • 数组的第一个元素(下标为0)的cur域存放备用链表第一个节点的下标。
  • 数组的最后一个元素的cur域存放第一个有数据的节点的下标,相当于链表中头结点的存在。链表为空时,其值为0。

如下图:

引出的问题:数组的长度定义的问题,无法预支。所以,为了防止溢出,我们一般将静态表开得大一点。

2.2 静态链表存储的代码描述

基于上面的讲解,我们来看看代码是怎么描述这种存储结构的。

1//---------线性表的静态单链表存储结构--------
2#define MAXSIZE 1000 /*假设链表最大长度为1000*/
3typedef struct
4{

5    datatype data;
6    int cur;   //为0时表示无指向
7}SLinkList[MAXSIZE];

接下来我们讲解几个重要的操作实现。

2.3 静态链表的插入操作

前面我们讲动态链表的时候说过,增加和删除一个节点我们可以用malloc()和free()函数(C++可用new和delete)来实现。但是现在由于我们操作的是静态表,它可是用数组存的,可没有这种操作了。因此我们首先来自己实现一个静态表的malloc和free。

那么怎么辨别数组中哪些空间没有被使用呢?一个好的解决办法是,将所有未使用或者被删除的空间串成一个备用链表。插入节点时便可以从备用链表获取第一个未使用的空间的下标。因此我们在初始化的时候会做这样的工作:

 1void SListInit(SLinkList space)
2
{
3    int i;
4    for(i = 0; i < MAXSIZE; i++)
5        space[i].cur = i+1//将所有结点链入备用链表
6    //备用链表头指针链像第二个结点
7    space[0].cur = space[1].cur; 
8    //第一个结点作为链表的头结点  
9    space[1].cur = 0;              
10}

分配内存

 1/分配备用链表的一个结点,返回下标
2//若为0,则说明备用链表用完
3int Malloc_SL(SLinkList space)
4
{
5    int i = space[0].cur;
6    //判断备用链表是否非空
7    if(space[0].cur)    
8        //备用链表头指针指向第二个空结点
9        space[0].cur = space[i].cur; 
10
11    return i;    //返回第一个空结点
12}

上面的代码应该是没有难度的。写完了这个函数,我们来看看静态表中具体如何插入:

 1//在链表的第i个位置插入元素e
2void SlistInsert(SLinkList space, int i, ElemType e)
3
{
4    //超出范围
5    if(i < 1 || i > SListLength(space)+1
6        return;
7    int k = 1, j;
8    //使k指示要插入的结点的前一个结点
9    for(j = 0; j <i-1; j++) 
10        k = space[k].cur;
11
12    int v = Malloc_SL(space);
13    if(v)     //如果有空间
14    {
15        space[v].data = e;
16        space[v].cur = space[k].cur;
17        space[k].cur = v;  //链入链表
18    }
19}

注意几点:

  • 首先我们让k指向了要插入节点(记为X)的前一个位置(记为Y节点),前插法。
  • 然后我们在静态表内申请空间,存放新的节点(记为N)。
  • 把数据放进新申请的节点里面。
  • 新节点N的cur域指向X节点,然后让Y节点指向N节点。

该过程不难理解。就不上图了……

2.4 静态链表的删除操作

删除同样需要自己实现free函数,我们来看看代码:

回收内存

1//将下标为k的空闲结点回收到备用链表
2void Free_SL(SLinkList space, int k)
3
{
4    //将备用链表链到k之后
5    space[k].cur = space[0].cur;  
6    //将k链到备用链表头之后
7    space[0].cur = k;               
8}

删除以后记得把空间重新挂载到备用链表上以便下一次使用。下面我们实现删除的代码:

 1//删除第i个位置的元素
2void SListDelete(SLinkList space, int i)
3
{   //超出范围退出
4    if(i < 1 || i > SListLength(space))  
5        return ;
6    int k = 1, j;
7     //使k指示要删除的结点的前一个结点
8    for(j = 0; j <i-1; j++)  
9        k = space[k].cur;
10
11    int temp = space[k].cur;
12    space[k].cur = space[temp].cur;
13    Free_SL(space, temp);
14}

其实代码也很好理解了。假如X、Y、Z……等等排列,我们要删除Y。无非就是告诉X,你不要指向Y了,你直接指向Z,然后我们再把Y给free了。就直接变成了X、Z……简单吧。

2.5 静态链表的完整代码

熬了一个下午,终于写完了.哈哈,用了C++的类模板封装了一个静态链表,简单的增删查改功能都有了.具体可以看代码:

StaticLinkList.h

 1#pragma once
2#include <iomanip>
3
4#define MAXSIZE 100
5
6#define status bool
7#define YES true
8#define NO false
9#define OK true
10#define ERROR false
11
12template <typename DATATYPE>
13class Component
14{

15public:
16    DATATYPE data; //数据域
17    int cur;       //cur域,指向下一个元素的下标
18};
19
20
21template <typename DATATYPE>
22class CStaticLinkList
23{

24public:
25    Component<DATATYPE>  StaticLinkList[MAXSIZE];  //静态表
26//自定义malloc和free
27public:
28    int MallocNodeSSL();
29    status FreeNodeSSL(int index);
30public:
31    status InitList()//初始化静态表
32    status BackAddList( DATATYPE AddData)//尾增加
33    status InsertNodeList(DATATYPE InsertData, int index);//指定位置插入
34    status DeleteNodeList(DATATYPE *DelData, int index)//指定位置删除
35    int SearchList(DATATYPE sData);       //搜索数据为sData的节点,返回其在数组中的下标,0表示失败
36    status GetIndexList(DATATYPE *gData, int index);//获取指定索引的节点数据
37    int GetLengthList()//获取静态表的长度
38    status ClearList()//清空静态表
39    status IsEmptyList()//判断静态表是否为空
40    status IsFullList()//判断静态表是否满了
41    void PrintList()//打印静态表,此函数根据实际情况编写
42
43public:
44    CStaticLinkList();
45    ~CStaticLinkList();
46};

StaticLinkList.cpp

  1#include "StaticLinkList.h"
2
3template <typename DATATYPE>
4CStaticLinkList<DATATYPE>::CStaticLinkList()
5{
6    cout << "===========静态表创建===========" << endl;
7    InitList();
8}
9
10template <typename DATATYPE>
11CStaticLinkList<DATATYPE>::~CStaticLinkList()
12{
13    cout << "===========静态表销毁===========" << endl;
14}
15
16template <typename DATATYPE>
17int CStaticLinkList<DATATYPE>::MallocNodeSSL()
18{
19    int index = StaticLinkList[0].cur; //把备用链表第一个节点拿出来用
20    if (StaticLinkList[0].cur) //判断是否还有位置
21    {
22        StaticLinkList[0].cur = StaticLinkList[index].cur; //让备用链表第二个节点上来顶替第一个的位置
23    }
24
25    return index; //返回0表示分配失败
26}
27
28template <typename DATATYPE>
29status CStaticLinkList<DATATYPE>::FreeNodeSSL(int index)
30{
31    //将删除节点挂接到备用链表上
32    this->StaticLinkList[index].cur = this->StaticLinkList[0].cur;
33    this->StaticLinkList[0].cur = index;
34
35    return OK;
36}
37
38template <typename DATATYPE>
39status CStaticLinkList<DATATYPE>::InitList()
40{
41    int i;
42    for (i = 0; i < MAXSIZE - 1; i++)
43    {
44        StaticLinkList[i].cur = i + 1;//全部塞入备用链表
45    }
46    StaticLinkList[MAXSIZE - 1].cur = 0;/*因为目前静态表为空,最后一个节点的cur域为0*/
47    return OK;
48}
49
50template <typename DATATYPE>
51status CStaticLinkList<DATATYPE>::BackAddList(DATATYPE AddData) //尾增加
52{
53    if (IsFullList())
54    {
55        return ERROR;
56    }
57    int index = MAXSIZE - 1;
58    int last = index;
59
60    while (index != 0)
61    {
62        last = index;
63        index = StaticLinkList[index].cur;
64    }
65
66    int k = MallocNodeSSL(); //获取空闲位置下标
67    if (k)
68    {
69        StaticLinkList[k].data = AddData; //存入数据
70        StaticLinkList[k].cur = 0;   //末尾指向0
71        StaticLinkList[last].cur = k;
72        return OK;
73    }
74
75    return ERROR;
76
77}
78//在List中第i个节点之前插入新的节点
79template <typename DATATYPE>
80status CStaticLinkList<DATATYPE>::InsertNodeList(DATATYPE InsertData, int index)//指定位置插入
81{
82    int i, GetFree, pos;
83    pos = MAXSIZE - 1;//最后节点下标
84    if (index < 1 || index > GetLengthList() || IsFullList())
85    {
86        return ERROR; //位置异常处理
87    }
88
89    GetFree = MallocNodeSSL();
90    if (GetFree)
91    {
92        StaticLinkList[GetFree].data = InsertData;
93        for (i = 0; i < index - 1; i++)
94        {
95            pos = StaticLinkList[pos].cur; //定位
96        }
97        StaticLinkList[GetFree].cur = StaticLinkList[pos].cur;
98        StaticLinkList[pos].cur = GetFree; //插入
99
100        int q = StaticLinkList[MAXSIZE - 1].cur;
101        if (q == 0//静态表为空
102        {
103            StaticLinkList[MAXSIZE - 1].cur = 1;
104        }
105        return OK;
106    }
107    return ERROR;
108}
109
110//判断是否为空
111template <typename DATATYPE>
112status CStaticLinkList<DATATYPE>::IsEmptyList()
113{
114    if (StaticLinkList[MAXSIZE-1].cur == 0)
115    {
116        return YES; 
117    }
118
119    return NO;
120}
121//判断静态表是否满了
122template <typename DATATYPE>
123status CStaticLinkList<DATATYPE>::IsFullList()
124{
125    if (GetLengthList() == MAXSIZE - 2//因为首位不存数据,因此pass掉
126    {
127        return YES;
128    }
129    return NO;
130}
131template <typename DATATYPE>
132int CStaticLinkList<DATATYPE>::GetLengthList() //获取静态表的长度
133{
134    int iCount = 0;
135    int k = MAXSIZE - 1;
136    while (StaticLinkList[k].cur != 0)
137    {
138        iCount++;
139        k = StaticLinkList[k].cur;
140    }
141
142    return iCount;
143}
144template <typename DATATYPE>
145status CStaticLinkList<DATATYPE>::DeleteNodeList(DATATYPE *DelData, int index)//指定位置删除
146{
147    int i, pos, k;
148    pos = MAXSIZE - 1;//最后节点下标
149    if (index < 1 || index > GetLengthList() || IsEmptyList())
150    {
151        return ERROR; //位置异常处理
152    }
153    for (i = 0; i < index - 1; i++)
154    {
155        pos = StaticLinkList[pos].cur; //定位到被删除节点的前一个节点
156    }
157    k = StaticLinkList[pos].cur; 
158    *DelData = StaticLinkList[k].data; //获取数据
159    StaticLinkList[pos].cur = StaticLinkList[k].cur;//让前一个节点直接指向后一个节点.把夹在中间的踢掉
160    FreeNodeSSL(k); //释放空间
161
162    return OK;
163}
164//搜索数据为sData的节点,返回其在静态表中的第i个位置,0表示没找到
165template <typename DATATYPE>
166int CStaticLinkList<DATATYPE>::SearchList(DATATYPE sData)
167{
168    int pos = StaticLinkList[MAXSIZE-1].cur;
169    int iCount = 1;
170    while (pos != 0)
171    {
172        if (StaticLinkList[pos].data == sData) //找到数据
173        {
174            return iCount;
175        }
176        pos = StaticLinkList[pos].cur; //循环遍历
177        iCount++;
178    }
179
180    return 0;
181}
182template <typename DATATYPE>
183status CStaticLinkList<DATATYPE>::GetIndexList(DATATYPE *gData, int index)//获取第index个节点数据
184{
185    int i, pos;
186    pos = MAXSIZE - 1;//最后节点下标
187    if (index < 1 || index > GetLengthList() || IsEmptyList())
188    {
189        return ERROR; //位置异常处理
190    }
191    for (i = 0; i < index; i++)
192    {
193        pos = StaticLinkList[pos].cur; //定位到第index个节点
194    }
195    *gData = StaticLinkList[pos].data;
196
197    return OK;
198}
199template <typename DATATYPE>
200status  CStaticLinkList<DATATYPE>::ClearList() //清空静态表
201{
202    InitList();//再初始化一次就是清空了
203    return  OK;
204}
205template <typename DATATYPE>
206void  CStaticLinkList<DATATYPE>::PrintList()
207{
208    int pos = StaticLinkList[MAXSIZE - 1].cur;
209    if (pos == 0)
210    {
211        cout << "===========静态链表为空,打印鸡毛!!!===========" << endl;
212        return;
213    }
214    cout << setiosflags(ios::left);
215    cout << setw(10) << "索引" << setw(10) << "下标" << setw(10) << "data" << setw(10) << "cur" << endl;
216    int iCount = 1;
217    while (pos != 0)
218    {
219        cout << setw(10) << iCount << setw(10) << pos << setw(10) << StaticLinkList[pos].data << setw(10) << StaticLinkList[pos].cur << endl;
220        pos = StaticLinkList[pos].cur; //循环遍历
221        iCount++;
222    }
223}

StaticLinkListTest.cpp测试代码

 1#include <iostream>
2#include <iomanip>
3#include "StaticLinkList.h"
4#include "StaticLinkList.cpp"
5using namespace std;
6
7int main()
8
{
9    char get;
10    CStaticLinkList<char> *p = new CStaticLinkList<char>;
11    p->PrintList();
12
13    p->BackAddList('a'); //pass
14    p->BackAddList('b');
15    p->BackAddList('c');
16    p->BackAddList('d');
17    p->BackAddList('e');
18
19    //p->ClearList();      //pass
20
21    p->PrintList();
22
23    p->DeleteNodeList(&get, 2);  //pass
24    cout << "get = " << get << endl;
25
26    p->DeleteNodeList(&get, 2);
27    cout << "get = " << get << endl;
28
29    p->PrintList();
30    p->BackAddList('f');
31
32    p->PrintList();
33    cout << "length = " << p->GetLengthList() << endl;//pass
34
35    p->GetIndexList(&get, 3);  //pass
36    cout << "get = " << get << endl
37
38    p->InsertNodeList('h'2);
39    p->InsertNodeList('i'3);
40
41    p->PrintList();
42    cout << "length = " << p->GetLengthList() << endl;//pass
43
44    cout << "search_pos = " << p->SearchList('q') << endl;
45    cout << "search_pos = " << p->SearchList('h') << endl;
46    cout << "search_pos = " << p->SearchList('i') << endl;
47
48    delete p;
49
50    return 0;
51}

运行结果

运行结果运行结果

代码未经过严谨测试,如果有错,欢迎大家指正和交流啊.

这次就先到这里吧。更多精彩内容,请期待下回分解。

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