【資料結構】線性表(陣列實現)
阿新 • • 發佈：2019-01-30
1、線性表
2、線性表的抽象資料型別描述
3、線性表的陣列描述
按照上述抽象描述，定義一個模板類來描述上述的抽象描述。
template<class T> class LinearList { public: LinearList(int MaxListSize = 10); //建構函式 ~LinearList() //解構函式 { delete []element; //刪除堆空間 } bool isEmpty() const //判斷線性表是否為空 { return (length == 0); } int Length() const //線性表長度 { return length; } bool Find(int k, T& x) const; //返回第k個元素到x中 int Search(const T& x) const; //返回x所在的位置 LinearList<T>& Delete(int k, T& x); //刪除第k個元素並將它返回到x中 LinearList<T>& Insert(int k, const T& x); //在第k個元素之後的位置插入x void Output(ostream& out) const; //輸出線性表內容 private: int MaxSize; //線性表可容納最大長度 int length; //線性表中非空的長度 T *element; //線性表陣列頭指標 };
下面依次分析各種操作。
3.1 Create()操作
Create()建立一個空線性表，對應的就是類的建構函式操作。建構函式裡面首先要的就是對空間的分配，當然要確定類成員變數的值。
/*
建構函式
*/
template<class T>
LinearList<T>::LinearList(int MaxListSize)
{
MaxSize = MaxListSize;
element = new T[MaxSize];
length = 0;
}3.2 Destory()操作
Destory()操作主要就是對線性表物件分配的堆空間進行回收。
~LinearList() //解構函式 { delete []element; //刪除堆空間 }
3.3 isEmpty()操作
isEmpty()操作很簡單，就是判斷線性表是否為空。檢查是否為空只需檢查類length的值是否為零。
bool isEmpty() const //判斷線性表是否為空
{
return (length == 0);
}3.4 Length()操作
Length()操作就是要返回線性表的所含元素的個數。
int Length() const //線性表長度
{
return length;
}3.5 Find()操作
bool Find(int k, T& x) const;操作是將線性表中的第k個元素返回到x中，這裡操作裡面要注意的就是判斷標號k是否是線上性表的範圍內，若不在範圍內，則返回false。
/*
返回第k個元素到x中
*/
template<class T>
bool LinearList<T>::Find(int k, T& x) const
{
if(k > length || k < 0)
return false;
x = element[k];
return true;
}3.6 Search()
Search()函式就是查詢傳入的引數是否線上性表中，如果不在返回-1，如果線上性表中則返回該元素線上性表中的索引。
/*
遍歷整個陣列，發現被查詢元素和陣列中元素匹配則返回該元素位置
如果在陣列中沒有發現被查詢元素，則返回-1
*/
template<class T>
int LinearList<T>::Search(const T& x) const
{
for(int i=0; i<length; ++i)
{
if(x == element[i])
return i;
}
return -1;
}3.7 Delete()操作
Delete()操作要從線性表中刪除一個元素，如果有該元素就刪除，並返回到x；如果不存在該元素則丟擲異常。要注意長度的變化。
/*
從線性表中刪除一個元素
*/
template<class T>
LinearList<T>& LinearList<T>::Delete(int k, T& x)
{
if(!Find(k, x)) //如果序列中沒有該元素則丟擲異常
{
throw "Out of Bounds";
}
//將第k個元素後的元素依次往前移動一個位置，覆蓋掉第k個元素
for(int i = k+1; i<length; ++i)
{
element[i-1] = element[i];
}
length -= 1; //線性表長度減少一個長度
return *this;
}3.8 Insert()操作
Insert()是在索引k的後面插入一個元素，返回當前線性表；需要檢查k是否在可插入的範圍內。重要的是要檢查當前線性表分配的空間是否已經儲存滿了。要注意長度的變化。
/*
在第k個元素的後面插入一個元素
*/
template<class T>
LinearList<T>& LinearList<T>::Insert(int k, const T& x)
{
if(k > length || k < 0)
{
//丟擲異常
throw "插入元素位置不正確！";
}
if(length == MaxSize)
{
//丟擲異常，空間不足
throw "空間不足";
}
//將第k個元素後面的元素都往後移動一個單位
for(int i=length; i>k; --i)
{
element[i] = element[i-1];
}
element[k] = x;
length += 1;
return *this;
}3.9 Output()操作
為了使線性表資料視覺化。
/*
輸出線性表內容
*/
template<class T>
void LinearList<T>::Output(ostream& out) const
{
out << endl <<"print list element: " << endl;
for (int i = 0; i < length; i++)
{
out << element[i] << " ";
}
out << endl;
}4、實現原始碼
tips：模板類的定義和實現要放在一個檔案裡面，不然會報錯！！
.h檔案
#ifndef __LINEARLIST_H__
#define __LINEARLIST_H__
#include <iostream>
using namespace std;
template<class T>
class LinearList
{
public:
LinearList(int MaxListSize = 10); //建構函式
~LinearList() //解構函式
{
delete []element; //刪除堆空間
}
bool isEmpty() const //判斷線性表是否為空
{
return (length == 0);
}
int Length() const //線性表長度
{
return length;
}
bool Find(int k, T& x) const; //返回第k個元素到x中
int Search(const T& x) const; //返回x所在的位置
LinearList<T>& Delete(int k, T& x); //刪除第k個元素並將它返回到x中
LinearList<T>& Insert(int k, const T& x); //在第k個元素之後的位置插入x
void Output(ostream& out) const; //輸出線性表內容
private:
int MaxSize; //線性表可容納最大長度
int length; //線性表中非空的長度
T *element; //線性表陣列頭指標
};
/*
建構函式
*/
template<class T>
LinearList<T>::LinearList(int MaxListSize)
{
MaxSize = MaxListSize;
element = new T[MaxSize];
length = 0;
}
/*
返回第k個元素到x中
*/
template<class T>
bool LinearList<T>::Find(int k, T& x) const
{
if(k > length || k < 0)
return false;
x = element[k];
return true;
}
/*
遍歷整個陣列，發現被查詢元素和陣列中元素匹配則返回該元素位置
如果在陣列中沒有發現被查詢元素，則返回-1
*/
template<class T>
int LinearList<T>::Search(const T& x) const
{
for(int i=0; i<length; ++i)
{
if(x == element[i])
return i;
}
return -1;
}
/*
從線性表中刪除一個元素
*/
template<class T>
LinearList<T>& LinearList<T>::Delete(int k, T& x)
{
if(!Find(k, x)) //如果序列中沒有該元素則丟擲異常
{
throw "Out of Bounds";
}
//將第k個元素後的元素依次往前移動一個位置，覆蓋掉第k個元素
for(int i = k+1; i<length; ++i)
{
element[i-1] = element[i];
}
length -= 1; //線性表長度減少一個長度
return *this;
}
/*
在第k個元素的後面插入一個元素
*/
template<class T>
LinearList<T>& LinearList<T>::Insert(int k, const T& x)
{
if(k > length || k < 0)
{
//丟擲異常
throw "插入元素位置不正確！";
}
if(length == MaxSize)
{
//丟擲異常，空間不足
throw "空間不足";
}
//將第k個元素後面的元素都往後移動一個單位
for(int i=length; i>k; --i)
{
element[i] = element[i-1];
}
element[k] = x;
length += 1;
return *this;
}
/*
輸出線性表內容
*/
template<class T>
void LinearList<T>::Output(ostream& out) const
{
out << endl <<"print list element: " << endl;
for (int i = 0; i < length; i++)
{
out << element[i] << " ";
}
out << endl;
}
/*
過載<<運算子
*/
template <class T>
ostream& operator<<(ostream& out, const LinearList<T>& x)
{
x.Output(out);
return out;
}
#endif // !__LINEARLIST_H__
.c檔案
#include <iostream>
#include "LinearList.h"
using namespace std;
int main()
{
LinearList<int> list(10);
cout << "Length = " << list.Length() << endl;
cout << "IsEmpty = " << list.isEmpty() << endl;
list.Insert(0,2);
list.Insert(1,6);
list.Insert(2,8);
list.Insert(0,4);
list.Output(cout);
int x;
list.Delete(2,x);
list.Output(cout);
cout << "IsEmpty = " << list.isEmpty() << endl;
return 0;
}
執行結果：
