資料結構(二):線性表的使用原則以及連結串列的應用-稀疏矩陣的三元組表示
下面先對沒有介紹的連結串列中的雙鏈表進行介紹,並通過稀疏矩陣的三元組的鏈式結構來深入理解較為複雜的連結串列儲存結構。最後對三次博文所講述的內容進行梳理,以幫助在實際應用中選擇最合適的儲存結構:順序表和連結串列,來組織實現自己的演算法和功能。
雙向連結串列
下面用示意圖對比一下幾種連結串列的表示:
單向連結串列表頭
單向連結串列的結構如下:
迴圈連結串列的結構如下:
在迴圈單鏈表中,從任意一個結點出發,沿著向後鏈能夠訪問到表中的所有元素;
對迴圈連結串列的操作與普通單鏈表基本相同,只是判表空和判斷表尾元素的條件有所不同
判斷表尾:p->next == head
判斷表空:head->next == head
雙向連結串列
指在前驅和後繼方向都能遍歷的線性連結串列,每個結點結構如下圖所示:
雙向連結串列結構如下:
雙向連結串列的優點是:實現雙向查詢(單鏈表不容易做到),缺點是:空間開銷大。
雙向連結串列通常採用帶表頭結點的迴圈連結串列形式,結構如下:
雙向連結串列結點CDNode的抽象資料型別:
typedef struct CDNode
{
DataType m_dData;
CDNode *m_pNext, *m_pPrev;
}
CDNode的基本操作如下:
void SetDNode(DNode *front);
DNode *GetPrev(DNode *ptr);
DNode *GetNext(DNode *ptr);
void InsertPrev(DNode *pNode);
void InsertNext(DNode *pNode);
Void DeleteDNode(DNode *ptr);
雙向連結串列CDList的實現:
typedef CDList
{
CDNode *m_pHead;
int Size;
}
CDList的基本操作:
Void SetDLList();//構造
Void FreeDLList();//析構
int DLListSize ();
int DLListIsEmpty();//
int DLListLocate();
DataType DLListGetData();
void DLListInsert();
void DLListDelete();
針對幾個比較抽象的操作進行圖例說明:
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注:在連結串列的操作中要注意修改指標的順序
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有序表
有序表的插入
在有順序表L中插入新的結點,使得L仍然有序
void OrderInsert( SqList L, ElemType x ) {
//L非遞減有序的順序表,插入新元素x,使L仍然有序
i=L.length-1; //i指向表尾元素
while(i>=0 && x<L.elem[i]) {
L.elem[i+1]=L.elem[i]; //大於x的元素右移
i--;
} //while
L.elem[i+1]=x; L.length++;
} //OrderInser
void OrderInsert( LinkList *L, ElemType e ) {
//L是帶頭結點且非遞減有序的單鏈表,插入新元素e,使L仍然有序
p=L;
while(p->next!=NULL &&p->next->data<e)
p=p->next; //找插入位置
s=(LNode*)malloc(sizeof(LNode));
s->next=p->next; s->data=e;
p->next=s;
} //OrderInsert O(n)
有序表的合併
使得合併後的表仍然有序:
void MergeList( LinkList *La, LinkList *Lb ) {
//La和Lb是帶頭結點且非遞減有序的單鏈表,將他們歸併成Lc
pa=La->next; pb=Lb->next;
Lc=pc=La; //La的頭結點作為Lc的頭結點
while(pa&& pb)
if(pa->data<=pb>data)
{
pc->next=pa; pc=pa; pa=pa->next;
}
else {
pc->next=pb; pc=pb; pb=pb->next;
}
pc->next = pa? pa : pb;
delete Lb;
}
連結串列應用:稀疏矩陣
稀疏矩陣:只有少數非 0 矩陣元素
順序結構:
三元組順序表: (i,j,data)
Typedef struct{
Int I,j;
DataType item;
}Triple;
Typedef struct{
Triple data[MaxSize+1];
Int mu,nu,tu;
}TSMatrix;
在矩陣操作時矩陣非零元素會發生動態變化,用稀疏矩陣的連結表示可適應這種情況
稀疏矩陣的連結表示採用正交連結串列:行連結串列列連結串列十字交叉
行連結串列與列連結串列都是帶表頭結點的迴圈連結串列用表頭結點表徵是第幾行,第幾列。
稀疏矩陣的行列表頭結點結構:0行0列表頭結點共用一個表頭結點。
列表頭:next: 給出下一個列表頭結點地址;down:給出本列中第一個非0矩陣元素結點地址
行表頭:right:給出本行中第一個非0矩陣元素結點地址
給出稀疏矩陣的正交連結串列表示的圖示:
資料結構的實現:
type struct OLNode
{
int i,j;//row,col
DataType e;
struct OLNode *rnext,*cnext;
}OLNode,OLink
typedef struct{
OLink *rhead,*chead;
int m,n,t;
}
線性表總結
以下幾個綱要是線性表的最主要的內容:
<1> 線性表的邏輯結構和各種儲存表示方法
<2> 定義在邏輯結構上的各種基本運算(操作)
<3> 在各種儲存結構上如何實現這些基本運算
<4> 各種基本運算的時間複雜性
<5> 線性表的長度能否預先確定?處理過程中變化範圍如何?
長度確定、變化小時用順序表
長度變化大、難以估計最大長度時宜採用連結串列
<6> 對線性表的操作形式如何?
查詢操作多、刪除和插入操作少時使用順序表
頻繁插入和刪除操作宜採用連結串列
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