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線性表包括順序儲存結構和鏈式儲存結構

還記得資料結構這個經典的分類圖吧:


今天主要關注一下線性表。

什麼是線性表

線性表的劃分是從資料的邏輯結構上進行的。線性指的是在資料的邏輯結構上是線性的。即在資料元素的非空有限集中

(1) 存在唯一的一個被稱作“第一個”的資料元素,(2) 存在唯一的一個被稱作“最後一個”的資料元素,(3) 除第一個外,集合中的每個資料元素均只有一個前繼元素,(4)除最後一個外,集合中的每個資料元素均只有一個後繼元素。 那麼對於線性表,從儲存結構上分,可以有順序儲存結構和鏈式儲存結構。順序儲存結構包括順序表、順序佇列和順序棧;鏈式儲存結構包括連結串列、鏈佇列和鏈棧。所有這些分類資料結構的實現,後續的博文將陸續進行介紹。

順序表(陣列,向量)

順序表的結構:

順序表的結構如下圖所示:
從結構上可以看出,順序表實際上就是一個動態陣列,在C++的標準模板庫(STL)中類似的對應著vector模板類。所以理解順序表對於使用vector進行高階應用的開發有著極為重要的作用。 儲存結構定義如下:

typedef struct

{

  DataType *m_pData;

int m_nMax,m_nSize;

}SeqList;

typedef int DataType;

順序表的基本操作及其實現

有了資料的結構定義,就必須有對應的方法實現從來進行相關的操作,基本的運算函式如下: Void SetList(SeqList *L,int n);// 建構函式,建立陣列長是n的空表

Void FreeList(SeqList *L); // 解構函式,釋放陣列空間

int ListSize(SeqList *L) // 求表的長度

int IsEmpty(SeqList *L); // 判斷陣列是否空,1:,0滿

int IfFull(SeqList *L); // 判斷陣列是否滿

DataType GetData(int pos); // 獲取陣列某元素

int Locate(SeqList *L,DataTypeitem); // 判斷元素位置

Void SetData(SeqList *L,DataTypeitem,int pos); //元素位置賦值

Void Insert(SeqList *L,int pos,DataType item); //

在某位置插入元素

void InsertRear(SeqList *L,DataType&item); // 在末尾插入元素

void Delete(SeqList *L,int pos);//刪除某位置元素

void ClearList(SeqList *L); // 清表,表中的元素個數是0;

Void DeleteBetween(SeqList *L,intstart, int end)

對應某些函式方法的實現如下:

voidSetList(SeqList *L,int n)

{

L->m_pData=newDataType[n];

if(L->m_pData==NULL)

{

  cout<<”overflow”<<endl;exit(1);

}

L->m_nMax=n;

L->m_nSize=0;

}

Void FreeList(SeqList *L)

{

delete [ ]L->m_pData;

L->m_nSize=0;

L->m_nMax=0;

}

void Insert(SeqList *L,DataType item,int pos)

{

//在順序表中在pos處插入item

  i=1;

  if(L->m_nSize==L->m_nMax){printf(“SeqListis FULL\n”);exit(1)}

  if(pos<=0||pos>L->m_nSize)

  {

  printf(“Pos is out of range”);exit(1);

  }

  for(i=L->m_nSize-1;i>=pos;i--)

  L->m_nData[i+1]=L->m_nData[i];

  L->m_nData[pos]=item;

  L->m_nSize++;

}

順序表的應用:動態字串

C語言字串

char str[13]=“Hello, world!”;

 char *pStr = str;

字串函式

 gets(char *str);

 puts(char *str);

 strcpy(char *str1, char *str2); //字串拷貝

 strcat(char *str1, char *str2); //字串連線,str1必須足夠大

 strcmp(char *str1, char *str2); //字串比較

 strlen(char *str); //字串求長,不包含’\0’的長度

動態字串:

Typedef struct

 {

   int m_nSize;//不含結束符的長度

   char*m_pStr;

 }String;

基本運算: Concat(), SubString(), Insert(),Delete(),Clear()…

順序佇列

一種特殊的線性表:只能在表的一端插入,另一端刪除,是先進先出的線性表;頭指標(刪除位置)和尾指標(插入位置) First come, first serve(FIFO) 優點:迴圈結構、刪除時不需移動元素

順序佇列的結構:

順序佇列的結構如下圖所示:
儲存結構定義如下: typedef struct

{

  DataType *m_pData;

  int m_nMax;

  int m_nFront,m_nRear, m_nSize;

}Queue;

順序佇列的基本操作及其實現

Void SetQueue(Queue *Q,int n); // 建構函式 void FreeQueue(Queun *Q); // 解構函式 int QSize(Queue *Q); // 佇列長度 int QEmpty(Queue *Q); // 判斷佇列是否空 int QFull(Queue *Q); // 判斷佇列是否滿 DataType QGetData(Queue *Q); // 獲取資料 int QInsert(Queue *Q,DataType item); // 進佇列 DataType QDelete(Queue *Q); // 出佇列 void QClear(); // 清空 佇列刪除操作:

DataTypeQDelete(Queue *Q)

{

  DataType item;

  if(Q->m_nSize==0)

  {

printf(“佇列空\n”);

   Exit(1);

  }

  item=Q->m_pData[Q->m_nFront];

  Q->m_nFront=(Q->m_nFront+1)%Q->m_nMax;

  Q->m_nSize--;

}

順序棧

一種特殊的線性表:只能在表的一端插入和刪除,是後進先出的線性表;進棧和出棧

順序棧的結構:

結構如下圖所示:
Typedef struct

{

  DataType *m_pData;

  int m_nMax;

  int m_nTop;//插入資料的位置,空為-1,入棧+1,出棧-1

}Stack;

順序棧的基本操作

順序棧的基本操作如下: CStack()/CStack(int n); // 建構函式 ~CStack(); // 解構函式 int SetSize(int n); // 設定棧的大小 int Free(); // 釋放空間 int Size(); // 棧的大小 int Empty(); // 判斷是否空 int Full(); // 判斷是否滿 int Push(DataType item); // 壓棧 DataType Pop(); // 出棧 DataType GetPeek(); // 取棧頂元素 int Clear(); // 清空棧 順序棧的基本運算函式宣告如下: Void SetStack(Stack *S,int n); Void FreeStack(Stack *S); Int StackEmpty(Stack *S); Int StackFull(Stack *S); Void Push(Stack *S,DataType item); DataType Pop(Stack *S); Void ClearStack(Stack *S); DataType Peek(Stack *S);