静态链表的理解及基本操作

一、静态链表的由来

某些高级语言里面并没有指针，只有数组，静态链表就是利用数组来实现类似链表的操作

二、如何建立静态链表

1.要分配足够大的内存，用来存放变量，内存大小记为MAXSIZE；

2.内存不仅要存放数据，而且要存放' 指针 '，把它称为游标，满足这一条件的变量类型是结构体，其定义如下：

typedef struct{

    ElemType data;
    int cur;     //游标

}Component,StaticLinkList[MAXSIZE];//StaticLinkList可以用来定义结构体数组；

3.接下来需要对静态链表进行初始化，使它成为一个真正的‘ 链表 ’；

(1)' 链表 ’需要一个头结点，将数组最后一个元素作为头结点，它不存储数据，但是它的游标要等于链表第一个有值元素的下标，没有元素则设为0；

(2)数组第一个元素的游标要存放备用来链表首结点的下标；

(3)除最后一个元素和倒数第二个元素外，更新所有元素的游标值，代码如下：

Status InitList(StaticLinkList L)
{
	int i;

	for(i = 0;i < MAXSIZE-1; i++)
	{
		L[i].cur = i+1;          //除最后元素，所有结点游标赋值为下一结点的下标
	}

	L[MAXSIZE-2].cur = 0;        //判断备用链表是否为空

	L[MAXSIZE-1].cur = 0;        //它存放首元素的下标，现在链表为空，设置为0

	return OK;
}

三、.在静态链表第 i 个位置插入元素

1.首先得判断 i 的值是不是合理的，它不能小于1，也不能大于加 1 的链表长度；

2.因为要把待插入的值存储到备用链表的首结点，因此需要得到该首结点的下标，还要更新首结点；

3.把这些操作放到一个函数里，既然要获取首结点的下标，首先得判断备用链表还存不存在，代码如下：

//返回备用链表首结点的下标,若备用链表为空，则返回0
int    Molloc_L(StaticLinkList L)
{
	int i = L[0].cur;

	if(L[0].cur)   //备用链表非空
	{
		L[0].cur = L[i].cur; //更新备用链表首结点下标
	}

	return i;
}

4.现在已经得到了备用链表首结点的下标(假设存在)，从头结点(最后一个元素)开始，遍历到第i-1个元素，然后把数据存储到备用链表的首结点，该节点的不再是首结点，令它的游标赋值为第i个元素的下标，同时第i-1个元素的游标赋值为该节点的下标，代码如下：

Status InsertList(StaticLinkList L,int i,ElemType e)
{
	if(i<1||i>ListLength(L)+1)
		return ERROR;

	int j = Molloc_L(L);
	int k = MAXSIZE-1;

	if(j)//备用链表非空
	{
		L[j].data = e;

		for(int s=1;s<=i-1;s++)
			k = L[k].cur;      //从头结点遍历到第i-1个元素

		L[j].cur = L[k].cur;
		L[k].cur = j;

		return OK;

	}
    printf("备用链表为空!\n");
	return ERROR; //备用链表为空

}

5.元素插入图解，并且说明为什么倒数第二个元素的游标要设置为0

四、删除静态链表中第i个元素

1.有了插入的思想，删除就比较好理解了，同样首先判断 i 的位置是否合理；

2.如果合理，那么也是从头结点遍历到第 i-1 个元素，让它的游标赋值为第i个元素的游标，相当于直接跳过第i个元素；

3.销毁第i个元素，并让它成为备用链表的首结点，具体代码如下：

Status DeleteList(StaticLinkList L,int i)
{

	if(i<1||i>ListLength(L)+1)
		return ERROR;

	int k = MAXSIZE-1;
	int j;

	for(int s=1;s<=i-1;s++)
		k = L[k].cur;

	j = L[k].cur;
	L[k].cur = L[j].cur;
	Free_L(L,j);

	return OK;

}

void   Free_L(StaticLinkList L,int j)
{
	L[j].cur = L[0].cur;
	L[0].cur = j;
}

五、求链表的长度

1.从头结点开始遍历，遍历到最后一个有值元素，它的标志是游标为0；

int    ListLength(StaticLinkList L)
{
	int j=0;
	int i = L[MAXSIZE-1].cur;
	while(i)
	{
		i = L[i].cur;
		j++;
	}

	return j;
}

六、具体实现代码及效果


/*

项目名称：静态链表基本操作

编译环境：VC++ 2008速成版

作者相关：。。。

最后修改：2019.5.24


学习目标：1.理解静态链表的基本操作

注意事项：1.静态链表往往适应于没有指针的高级语言



*/

#include <stdio.h>

#define MAXSIZE   5
#define ERROR     0
#define OK        1

typedef bool Status;
typedef int  ElemType;


typedef struct{

	ElemType data;
	int cur;

}Component,StaticLinkList[MAXSIZE];//Component为结构体数据类型的别名,用来定义结构体变量；
                                  //StaticLinkList为结构体数组类型的别名，用来定义结构体数组

Status visit(ElemType c);

Status InitList(StaticLinkList L);

int    Molloc_L(StaticLinkList L); 

Status InsertList(StaticLinkList L,int i,ElemType e);

Status DeleteList(StaticLinkList L,int i);

void   Free_L(StaticLinkList L,int j);

int    ListLength(StaticLinkList L);

void   OutList(StaticLinkList L);

int main()
{
	StaticLinkList L;

	InitList(L);

	printf("初始化后长度为：%d\n",ListLength(L));

	for(int i=1;i<=3;i++)
	{
		InsertList(L,1,i);
	}
	OutList(L);
    
	DeleteList(L,2);
    OutList(L);

    printf("链表的长度为：%d\n",ListLength(L));

	return 0;
}


Status InitList(StaticLinkList L)
{
	int i;

	for(i = 0;i < MAXSIZE-2; i++)
	{
		L[i].cur = i+1;          //除最后元素，所有结点游标赋值为下一结点的下标
	}

	L[MAXSIZE-2].cur = 0;        //判断备用链表是否为空

	L[MAXSIZE-1].cur = 0;        //它存放首元素的下标，现在链表为空，设置为0

	return OK;
}


//返回备用链表首结点的下标,若备用链表为空，则返回0
int    Molloc_L(StaticLinkList L)
{
	int i = L[0].cur;

	if(L[0].cur)   //备用链表非空
	{
		L[0].cur = L[i].cur; //更新备用链表首结点下标
	}

	return i;
}


Status InsertList(StaticLinkList L,int i,ElemType e)
{
	if(i<1||i>ListLength(L)+1)
		return ERROR;

	int j = Molloc_L(L);
	int k = MAXSIZE-1;

	if(j)//备用链表非空
	{
		L[j].data = e;

		for(int s=1;s<=i-1;s++)
			k = L[k].cur;      //从头结点遍历到第i-1个元素

		L[j].cur = L[k].cur;
		L[k].cur = j;

		return OK;

	}
    printf("备用链表为空!\n");
	return ERROR; //备用链表为空

}

Status DeleteList(StaticLinkList L,int i)
{

	if(i<1||i>ListLength(L)+1)
		return ERROR;

	int k = MAXSIZE-1;
	int j;

	for(int s=1;s<=i-1;s++)
		k = L[k].cur;

	j = L[k].cur;
	L[k].cur = L[j].cur;
	Free_L(L,j);

	return OK;

}

void   Free_L(StaticLinkList L,int j)
{
	L[j].cur = L[0].cur;
	L[0].cur = j;
}

int    ListLength(StaticLinkList L)
{
	int j=0;
	int i = L[MAXSIZE-1].cur;
	while(i)
	{
		i = L[i].cur;
		j++;
	}

	return j;
}

void   OutList(StaticLinkList L)
{
	int j = 0;
	int i = L[MAXSIZE-1].cur;
	while(i)
	{
		visit(L[i].data);
		i=L[i].cur;
		j++;
	}

	printf("\n");
}

Status visit(ElemType c)
{
	printf("%d ",c);
	return OK;
}