線形テーブル:0個以上のデータ要素の有限シーケンス
いくつかの点を強調します。
まず、シーケンスです。つまり、要素間に順序があります。複数の要素がある場合、最初の要素には先行要素がなく、最後の要素には後続要素がなく、他の要素には先行要素と後続要素があります。
第二に、線形テーブルの強調は制限されています。
線形テーブルには2つの物理構造があり、1つは順次ストレージ構造であり、もう1つは連鎖ストレージ構造です。
線形テーブルの順次ストレージ構造とは、線形テーブルのデータ要素を、連続するアドレスを持つストレージユニットのセグメントと順番に格納することを指します。シーケンシャルストレージ構造は、C言語の1次元配列で実装されます。
線形テーブルシーケンシャルストレージ構造の長所と短所
利点:テーブル内の任意の位置にある要素をすばやく読み取ることができます
テーブル内の要素間の論理関係を表すためにストレージスペースを追加する必要はありません
短所:挿入および削除操作では、多くの要素を移動する必要があります
リニアテーブルの長さが大きく異なる場合、ストレージスペースの容量を判断するのは困難です。
「壊れた」ストレージスペース
実際、シーケンシャルストレージ構造の最大の欠点は、挿入および削除中に多数の要素を移動する必要があることです。これには明らかに時間がかかります。そこで、リニアテーブルの2番目のストレージ構造であるチェーンストレージ構造を導入しました。
チェーンストレージ構造の特徴は、任意のストレージユニットのグループを使用して線形テーブルのデータ要素を格納することです。このストレージユニットのグループは、連続的または不連続的です。
シーケンシャルストレージ構造では、各データ要素はデータ要素情報を格納する必要があります。チェーン構造では、データ要素情報の保存に加えて、後続要素のアドレスも保存されます。
データ要素情報を格納するフィールドはデータフィールドと呼ばれ、直後の後続位置を格納するフィールドはポインタフィールドと呼ばれます。
リンクリストの利点について話しましょう
構造体ポインタ
ストレージは動的に割り当てることができます
すべてのノードは個別に分散され、ポインタによってのみリンクされます
準備オーケー
ヘッドファイル
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include "math.h"
#include "time.h"
マクロ定義とtypedefの使用
#define OK 1
#define ERROR 0
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define MAXSIZE 20 /* 存储空间初始分配量 */
typedef int Status;/* Status是函数的类型,其值是函数结果状态代码,如OK等 */
typedef int ElemType;/* ElemType类型根据实际情况而定,这里假设为int */
構造とその定義
typedef struct Node
{
ElemType data;
struct Node* next;
}Node;
typedef struct Node* LinkList; /* 定义LinkList */
malloc関数
これはmalloc関数の使用法の簡単な紹介です
ポインタ自体=(ポインタ型*)malloc(sizeof(ポインタ型))
ノート:
1. mallocは型指定されていないポインターを返します。これは、使用時に目的の型にキャストする必要があります。
2.スペースを開いた後、必ずスペースを解放してください。そうしないと、メモリリークが発生します。
3. free(p)関数は、pが指す変数のストレージスペースを解放し、変数を完全に削除します
その他の考慮事項
関数にパラメーターを渡す場合、関数内でパラメーターが変更されるかどうかによって、使用されるパラメーター形式が決まります。
変更する必要がある場合は、このパラメーターへのポインターを渡す必要があります
変更する必要がない場合は、このパラメーターを直接渡すことができます。
この点に常に注意を払い、しばらくの間ポインタを要求する関数に常に遭遇することはなく、しばらくポインタを必要とせず、理解できないときに混乱することはありません。
単一リンクリストの基本的な操作について話しましょう
単一リンクリストの初期化(ヘッドノードポインタフィールドが空に設定されている)
/* 初始化链式线性表 */
Status InitList(LinkList* L)
{
*L = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); /* 产生头结点,并使L指向此头结点 */
if (!(*L)) /* 存储分配失败 */
return ERROR;
(*L)->next = NULL; /* 指针域为空 */
return OK;
}
リンクリストが空かどうかを判断します(実際には、ヘッドノードが空かどうかに基づいています。空の場合は1を返し、空でない場合は0を返します)
/* 初始条件:链式线性表L已存在。操作结果:若L为空表,则返回TRUE,否则返回FALSE */
Status ListEmpty(LinkList L)
{
if (L->next)
return FALSE;
else
return TRUE;
リンクリストをクリアする
/* 初始条件:链式线性表L已存在。操作结果:将L重置为空表 */
Status ClearList(LinkList *L)
{
LinkList p,q;
p=(*L)->next; /* p指向第一个结点 */
while(p) /* 没到表尾 */
{
q=p->next;
free(p);
p=q;
}
(*L)->next=NULL; /* 头结点指针域为空 */
return OK;
}
リンクリストの長さを見つける
/* 初始条件:链式线性表L已存在。操作结果:返回L中数据元素个数 */
int ListLength(LinkList L)
{
int i = 0;
LinkList p = L->next; /* p指向第一个结点 */
while (p)
{
i++;
p = p->next;
}
return i;
}
価値
/* 初始条件:链式线性表L已存在,1≤i≤ListLength(L) */
/* 操作结果:用e返回L中第i个数据元素的值 */
Status GetElem(LinkList L,int i,ElemType *e)
{
int j;
LinkList p; /* 声明一结点p */
p = L->next; /* 让p指向链表L的第一个结点 */
j = 1; /* j为计数器 */
while (p && j<i) /* p不为空或者计数器j还没有等于i时,循环继续 */
{
p = p->next; /* 让p指向下一个结点 */
++j;
}
if ( !p || j>i )
return ERROR; /* 第i个元素不存在 */
*e = p->data; /* 取第i个元素的数据 */
return OK;
}
値で検索
/* 初始条件:链式线性表L已存在 */
/* 操作结果:返回L中第1个与e满足关系的数据元素的位序。 */
/* 若这样的数据元素不存在,则返回值为0 */
int LocateElem(LinkList L,ElemType e)
{
int i=0;
LinkList p=L->next;
while(p)
{
i++;
if(p->data==e) /* 找到这样的数据元素 */
return i;
p=p->next;
}
return 0;
}
入れる
/* 初始条件:链式线性表L已存在,1≤i≤ListLength(L), */
/* 操作结果:在L中第i个位置之前插入新的数据元素e,L的长度加1 */
Status ListInsert(LinkList *L,int i,ElemType e)
{
int j;
LinkList p,s;
p = *L;
j = 1;
while (p && j < i) /* 寻找第i个结点 */
{
p = p->next;
++j;
}
if (!p || j > i)
return ERROR; /* 第i个元素不存在 */
s = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); /* 生成新结点(C语言标准函数) */
s->data = e;
s->next = p->next; /* 将p的后继结点赋值给s的后继 */
p->next = s; /* 将s赋值给p的后继 */
return OK;
}
消去
/* 初始条件:链式线性表L已存在,1≤i≤ListLength(L) */
/* 操作结果:删除L的第i个数据元素,并用e返回其值,L的长度减1 */
Status ListDelete(LinkList *L,int i,ElemType *e)
{
int j;
LinkList p,q;
p = *L;
j = 1;
while (p->next && j < i) /* 遍历寻找第i个元素 */
{
p = p->next;
++j;
}
if (!(p->next) || j > i)
return ERROR; /* 第i个元素不存在 */
q = p->next;
p->next = q->next; /* 将q的后继赋值给p的后继 */
*e = q->data; /* 将q结点中的数据给e */
free(q); /* 让系统回收此结点,释放内存 */
return OK;
}
単一リンクリストの確立-ヘッド挿入方法
/* 随机产生n个元素的值,建立带表头结点的单链线性表L(头插法) */
void CreateListHead(LinkList* L, int n)
{
LinkList p;
int i;
srand(time(0)); /* 初始化随机数种子 */
*L = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
(*L)->next = NULL; /* 先建立一个带头结点的单链表 */
for (i = 0; i < n; i++)
{
p = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); /* 生成新结点 */
p->data = rand() % 100 + 1; /* 随机生成100以内的数字 */
p->next = (*L)->next;
(*L)->next = p; /* 插入到表头 */
}
}
単一リンクリストの確立-テール挿入方法
/* 随机产生n个元素的值,建立带表头结点的单链线性表L(尾插法) */
void CreateListTail(LinkList* L, int n)
{
LinkList p, r;
int i;
srand(time(0)); /* 初始化随机数种子 */
*L = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); /* L为整个线性表 */
r = *L; /* r为指向尾部的结点 */
for (i = 0; i < n; i++)
{
p = (Node*)malloc(sizeof(Node)); /* 生成新结点 */
p->data = rand() % 100 + 1; /* 随机生成100以内的数字 */
r->next = p; /* 将表尾终端结点的指针指向新结点 */
r = p; /* 将当前的新结点定义为表尾终端结点 */
}
r->next = NULL; /* 表示当前链表结束 */
}
注:p-> dataのデータについては、ランダムに生成する代わりに手動入力に変更することもできます
重要なことは、頭の挿入方法または尾の挿入方法のアルゴリズムのアイデアを理解することです
出力
/* 初始条件:链式线性表L已存在 */
/* 操作结果:依次对L的每个数据元素输出 */
Status ListTraverse(LinkList L)
{
LinkList p = L->next;
while (p)
{
visit(p->data);
p = p->next;
}
printf("\n");
return OK;
}
Status visit(ElemType c)
{
printf("%d ", c);
return OK;
}
主な機能
int main()
{
LinkList L;
ElemType e;
Status i;
int j, k;
i = InitList(&L);
printf("初始化L后:ListLength(L)=%d\n", ListLength(L));
for (j = 1; j <= 5; j++)
i = ListInsert(&L, 1, j);
printf("在L的表头依次插入1~5后:L.data=");
ListTraverse(L);
printf("ListLength(L)=%d \n", ListLength(L));
i = ListEmpty(L);
printf("L是否空:i=%d(1:是 0:否)\n", i);
i = ClearList(&L);
printf("清空L后:ListLength(L)=%d\n", ListLength(L));
i = ListEmpty(L);
printf("L是否空:i=%d(1:是 0:否)\n", i);
for (j = 1; j <= 10; j++)
ListInsert(&L, j, j);
printf("在L的表尾依次插入1~10后:L.data=");
ListTraverse(L);
printf("ListLength(L)=%d \n", ListLength(L));
ListInsert(&L, 1, 0);
printf("在L的表头插入0后:L.data=");
ListTraverse(L);
printf("ListLength(L)=%d \n", ListLength(L));
GetElem(L, 5, &e);
printf("第5个元素的值为:%d\n", e);
for (j = 3; j <= 4; j++)
{
k = LocateElem(L, j);
if (k)
printf("第%d个元素的值为%d\n", k, j);
else
printf("没有值为%d的元素\n", j);
}
k = ListLength(L); /* k为表长 */
for (j = k + 1; j >= k; j--)
{
i = ListDelete(&L, j, &e); /* 删除第j个数据 */
if (i == ERROR)
printf("删除第%d个数据失败\n", j);
else
printf("删除第%d个的元素值为:%d\n", j, e);
}
printf("依次输出L的元素:");
ListTraverse(L);
j = 5;
ListDelete(&L, j, &e); /* 删除第5个数据 */
printf("删除第%d个的元素值为:%d\n", j, e);
printf("依次输出L的元素:");
ListTraverse(L);
i = ClearList(&L);
printf("\n清空L后:ListLength(L)=%d\n", ListLength(L));
CreateListHead(&L, 20);
printf("整体创建L的元素(头插法):");
ListTraverse(L);
i = ClearList(&L);
printf("\n删除L后:ListLength(L)=%d\n", ListLength(L));
CreateListTail(&L, 20);
printf("整体创建L的元素(尾插法):");
ListTraverse(L);
return 0;
}
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