【第3/9章】线性表

线性表：零个或多个数据元素的有序序列。

若将线性表记为（a1，a2，a3，a4，a5，a6），则a2称为a3的直接前驱，a4称为a3的直接后继。a1只有一个直接后继，a6只有一个直接前驱。

线性表中元素的个数n定义为线性表的长度，当n为0时，称为空表。若a1是第一个元素，那么ai是第i个数据元素，称i为数据元素ai在线性表中的位序。

线性表分为顺序存储与链式存储

线性表的顺序存储结构是指用一段地址连续的存储单元依次存储线性表中的数据元素。

线性表的链式存储结构是指用一段不连续的存储单元，用指针来链接起来，从而存储线性表中的数据元素。

首先分析一个线性表可能具有的功能：

1.初始化线性表

2.判断线性表是否为空？是否为满？

3.在末尾添加新元素

4.查找线性表第i位的元素值

5.在第i位插入新元素

6.删除第i位的元素

7.计算线性表的长度

8.打印线性表

9.清空线性表

顺序存储结构：2020-03-28 19:57:58

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define bool int
#define true 1
#define false 0
#define Elemtype int
#define Maxsize 20

typedef struct
{
    int data[Maxsize];
    int length;
} Sqlist;

//初始化顺序线性表
void Initlist(Sqlist *L)
{
    L->length=0;
}

//判断线性表是否否为空
bool isNULL(Sqlist *L)
{
    if(L->length==0)
        return true;
    else
        return false;
}

//判断线性表是否满
bool isFULL(Sqlist *L)
{
    if(L->length==Maxsize)
        return true;
    else
        return false;
}

//在线性表末尾插入数据
bool TailInsert(Sqlist *L,int data)
{
    if(isFULL(L)==false)
    {
        L->data[L->length]=data;    //下标从0开始
        L->length+=1;
        return true;
    }
    else
    {
        printf("线性表已满！");
        return false;
    }

}

//获取第i个位置的元素
bool getElement(Sqlist *L,int i,Elemtype *c)　　//将第i位的值保存在c中
{
    if(i<=L->length && i>0)
    {
        *c=L->data[i-1];
        return true;
    }
    else
    {
        return false;
    }
}

//插入操作
void insert(Sqlist *L,int n,Elemtype e)　　//n代表线性表的第n位  e代表要插入的值
{
    if(L->length<Maxsize && n<L->length+1 && n>0)
    {
        for(int i=L->length-1; i>=n-1; i--)
        {
            L->data[i+1]=L->data[i];
        }
        L->data[n-1]=e;
        L->length+=1;
    }
    else
    {
        printf("插入操作失败");
    }
}

//删除操作
void delete(Sqlist *L,int n)　　//n代表线性表的第n位
{
    if(L->length<Maxsize && L->length>n && n>0)
    {
        for(int i=n-1; i<L->length-1; i++)
        {
            L->data[i]=L->data[i+1];
        }
        L->length-=1;
    }
}
//打印全部元素
void print(Sqlist *L)
{
    if(L->length>0)
    {
        for(int i=0; i<L->length; i++)
        {
            printf("%d ",L->data[i]);
        }
        printf("
");
    }
    else
    {
        printf("线性表为空！");
    }

}

//清空
void clear(Sqlist *L)
{
    L->length=0;
}

int main()
{
    Sqlist L;
    Elemtype temp;
    Initlist(&L);       //初始化线性表
    for(int i=0; i<10; i++)
    {
        TailInsert(&L,i+1); //将1-10顺序尾部插入
    }
    print(&L);
    getElement(&L,2,&temp);     //将线性表第2位赋值给temp变量
    printf("%d
",temp);
    insert(&L,6,520);       //在第六个位置插入520
    print(&L);
    delete(&L,6);   //删除第六位
    print(&L);
    clear(&L);      //清空线性表
    print(&L);
    return 0;
}

 链式存储结构：哈哈，明天再写单链表吧 ！2020-03-29 23:19:40

//代码来自《大话数据结构》

#include "stdio.h"
#include "string.h"
#include "ctype.h"
#include "stdlib.h"
#include "io.h"
#include "math.h"
#include "time.h"

#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 */


Status visit(ElemType c)
{
    printf("%d ",c);
    return OK;
}

typedef struct Node
{
    ElemType data;
    struct Node *next;
}Node;
typedef struct Node *LinkList; /* 定义LinkList */

/* 初始化顺序线性表 */
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;
}

/* 初始条件：顺序线性表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;
}

/* 初始条件：顺序线性表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;
}

/* 初始条件：顺序线性表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;
}

/* 初始条件：顺序线性表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;
}

/* 初始条件：顺序线性表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;
}


/* 初始条件：顺序线性表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;
}

/* 初始条件：顺序线性表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;
}

/* 初始条件：顺序线性表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("
");
    return OK;
}

/*  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 */
    }
}

/*  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 */
}

int main()
{
    LinkList L;
    ElemType e;
    Status i;
    int j,k;
    i=InitList(&L);
    printf("初始化L后：ListLength(L)=%d
",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 
",ListLength(L));
    i=ListEmpty(L);
    printf("L是否空：i=%d(1:是 0:否)
",i);

    i=ClearList(&L);
    printf("清空L后：ListLength(L)=%d
",ListLength(L));
    i=ListEmpty(L);
    printf("L是否空：i=%d(1:是 0:否)
",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 
",ListLength(L));

    ListInsert(&L,1,0);
    printf("在L的表头插入0后：L.data=");
    ListTraverse(L);
    printf("ListLength(L)=%d 
",ListLength(L));

    GetElem(L,5,&e);
    printf("第5个元素的值为：%d
",e);
    for(j=3;j<=4;j++)
    {
            k=LocateElem(L,j);
            if(k)
                    printf("第%d个元素的值为%d
",k,j);
            else
                    printf("没有值为%d的元素
",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
",j);
            else
                    printf("删除第%d个的元素值为：%d
",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
",j,e);

    printf("依次输出L的元素：");
    ListTraverse(L);

    i=ClearList(&L);
    printf("
清空L后：ListLength(L)=%d
",ListLength(L));
    CreateListHead(&L,20);
    printf("整体创建L的元素(头插法)：");
    ListTraverse(L);

    i=ClearList(&L);
    printf("
删除L后：ListLength(L)=%d
",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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