广义表相关知识

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引言

读书而不思考,等于吃饭而不消化。——波尔克

广义表定义

广义表(Lists,又称列表)是一种非线性的数据结构,是线性表的一种推广。即广义表中放松对表元素的原子限制,容许它们具有其自身结构。它被广泛的应用于人工智能等领域的表处理语言LISP语言中。在LISP语言中,广义表是一种最基本的数据结构,就连LISP 语言的程序也表示为一系列的广义表。

性质

非线性的数据结构 应用于
常应用于人工智能等领域

具体内容

广义表是n(n≥0)个元素a1,a2,…,ai,…,an的有限序列。

其中:
①ai–或者是原子或者是一个广义表。
②广义表通常记作:
Ls=( a1,a2,…,ai,…,an)。
③Ls是广义表的名字,n为它的长度。
④若ai是广义表,则称它为Ls的子表。

注意:
①广义表通常用圆括号括起来,用逗号分隔其中的元素。
②为了区分原子和广义表,书写时用大写字母表示广义表,用小写字母表示原子。
③若广义表Ls非空(n≥1),则al是Ls的表头,其余元素组成的表(a2,a3,…,an)称为Ls的表尾。
④广义表是递归定义的 [1]

广义表常用表示

① E=()
E是一个空表,其长度为0。
② L=(a,b)
L是长度为2的广义表,它的两个元素都是原子,因此它是一个线性表
③ A=(x,L)=(x,(a,b))
A是长度为2的广义表,第一个元素是原子x,第二个元素是子表L。
④ B=(A,y)=((x,(a,b)),y)
B是长度为2的广义表,第一个元素是子表A,第二个元素是原子y。
⑤ C=(A,B)=((x,(a,b)),((x,(a,b)),y))
C的长度为2,两个元素都是子表。
⑥ D=(a,D)=(a,(a,(a,(…))))
D的长度为2,第一个元素是原子,第二个元素是D自身,展开后它是一个无限的广义表。

广义表的深度

一个表的"深度"是指表展开后所含括号的层数。
【例】表L、A、B、C深度为分别为1、2、3、4,表D的深度为∞。

带名字的广义表表示

如果规定任何表都是有名字的,为了既表明每个表的名字,又说明它的组成,则可以在每个表的前面冠以该表的名字,于是上例中的各表又可以写成:
  ①E()
  ②L(a,b)
  ③A(x,L(a,b))
  ④B(A(x,L(a,b)),y)
  ⑤C(A(x,l(a,b)),B(A(x,L(a,b)),y))
  ⑥D(a,D(a,D(…)))

广义表运算

由于广义表是对线性表和树的推广,并且具有共享和递归特性的广义表可以和有向图(见第7章)建立对应,因此广义表的大部分运算与这些数据结构上的运算类似。
在此,只讨论广义表的两个特殊的基本运算:取表头head(Ls)和取表尾tail(Ls)。
根据表头、表尾的定义可知:任何一个非空广义表的表头是表中第一个元素,它可以是原子,也可以是子表,而其表尾必定是子表。
例】
head(L)=a, tail(L)=(b)
head(B)=A, tail(B)=(y)
由于tail(L)是非空表,可继续分解得到:
head(tail(L))=b, tail(tail(L))=()
对非空表A和(y),也可继续分解。
注意:广义表()和(())不同。前者是长度为0的空表,对其不能做求表头和表尾的运算;而后者是长度为l的非空表(只不过该表中惟一的一个元素是空表),对其可进行分解,得到的表头和表尾均是空表()。

头尾链表存储结构

typedef enum {ATOM, LIST} ElemTag; /* ATOM=0,表示原子;LIST=1,表示子表*/
typedef struct GLNode
{
ElemTag tag; /*标志位tag用来区别原子结点和表结点*/
union
{
AtomType atom; /*原子结点的值域atom*/
struct { struct GLNode * hp, *tp;} htp; /*表结点的指针域htp, 包括
表头指针域hp和表尾指针域tp*/
} atom_htp; /* atom_htp 是原子结点的值域atom和
表结点的指针域htp的联合体域*/
} *GList;

扩展线性存储

typedef enum {ATOM,LIST} ElemTag;
typedef struct GLNode
{ELemTag tag;
union
{AtomType atom;
struct GLNode *hp;
}
struct GLNode *ht;
}*GList;

参考资料

  1. 广义表的概念 .Data Structure[引用日期2015-01-20]

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