对于双向链表中的节点,都包括一个向前、向后的属性器用于指向前后两个节点,对于引用类型,对象存储的是指向内存片段的内存指针,那么我们可以将其简化看作向前向后的两个指针。
现在我们将引用类型替换为值类型int,将链用数组代替,向后的指针替换为数组的下标,那么此时的链我们称为静态链表(或者说是单向静态链表)。
不多说,直接上代码(代码已做注解)
public class Node<T>
{
public T data {
get; set; }
public int next {
get; set; }
public Node(T item)
{
data = item;
}
}
public class StaticLink<T>
{
public int count {
get; set; } = 0;
public Node<T>[] link {
get; set; }
public int minSize {
get; set; } = 10;
public int extendSize {
get; set; } = 10;//扩容步长
public StaticLink()
{
//第一个节点为空节点,不存储内容,同时,第一个节点的next存放备用链表的第一个节点(备用链表——数组内可以用于存储内容的处于空值时的节点连接成的表)
//初始化,静态链表的长度为10;
link = new Node<T>[minSize];
for (int i = 0; i < minSize; i++)
{
//i=0时,由于链表为空,则备用链表的第一个节点也就是1
link[i] = new Node<T>(default(T));
link[i].next = i + 1;
}
//初始化,静态链表的结尾next 指向第一个节点(除头节点外)
link[minSize - 1].next = 1;
count++;
}
private int Malloc()
{
//取得静态链表-备用链表中的第一个节点(取出待用,存储内容)
int i = link[0].next;
if (i > 0)
{
//同时,移除备用链表的第一个节点,
link[0].next = link[i].next;
//取到链表的最后一个元素时,扩容。
if (i >= minSize - 1)
{
//todo 不翻倍扩容,采用定值步长扩容~
//todo 暂不实现
}
}
return i;
}
/// <summary>
/// 在链表的结尾附加
/// </summary>
/// <param name="node"></param>
public void Append(T node)
{
Insert(count, node);
}
/// <summary>
/// 指定位置插入节点
/// </summary>
/// <param name="index"></param>
/// <param name="node"></param>
public void Insert(int index, T node)
{
//要插入的节点需要在链表的范围内
if (index > count || index < 1)
throw new IndexOutOfRangeException("索引超出界限");
//由于时插入节点,所以此处我们需要从备用链表取出一个空节点。
int maxIndex = Malloc();
int k = minSize - 1;
Node<T> newNode = new Node<T>(node);//创建一个节点
if (count == 1)
newNode.next = 0;
else
{
//取链表最后一个节点的next;
for (int i = 1; i <= index -1; i++)
{
k = link[k].next;
}
newNode.next = link[k].next;
link[k].next = maxIndex;
}
link[maxIndex] = newNode;
count++;
}
/// <summary>
/// 根据索引删除
/// </summary>
/// <param name="index"></param>
public void Del(int index)
{
//去除头节点,并判断索引要在链表范围内
if (index < 1 || index > count)
throw new IndexOutOfRangeException("索引超出界限");
int k = minSize - 1;
//通过链取得前一个节点 -时间复杂度O(n)
for (int j = 1; j <= index - 1; j++)
{
k = link[k].next;
}
int beforeNodeNext = link[k].next;//获取前一个节点的next;
link[k].next = link[beforeNodeNext].next;//跳过要删除的节点
link[beforeNodeNext].next = link[0].next;//将释放除来的节点接入备用链
link[0].next = beforeNodeNext;//将当前释放的节点放入到备用的第一个节点。-待用
count--;
}
/// <summary>
/// 展示链节点
/// </summary>
public void showAll()
{
for (int i = 1; i <= count; i++)
{
Console.WriteLine($"index:{link[i].next},data:{link[i].data}");
}
}
}
测试:
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
StaticLink<string> link = new StaticLink<string>();
link.Append("第一位");
link.Append("第二位");
link.Append("第三位");
link.Insert(2,"第四位,插入到二的位置");
link.Append("第五位");
link.Append("第六位");
link.Append("第七位");
link.Del(6);
link.showAll();
Console.ReadLine();
}
}
打印结果: