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数据结构之链表详解

lxf 2018年07月09日 程序员 395 0

一、概念

(1)数组的线性序是由数组的下标决定的,链表中的顺序是由各对象中的指针所决定的
(2)链表结点结构
node *prev;
node *next;
int key;
(3)链表结点
node *head;
node *nil;//哨兵
(4)对链表的操作
LIST-SEARCH(L, k)
LIST-INSERT(L, x)
LIST-DELETE(L, x)
(5)哨兵是个哑对象,可以简化边界条件

二、代码

(1)没有哨兵的情况

  1. //链表结点结构  
  2. struct node  
  3. {  
  4.     node *pre;  
  5.     node *next;  
  6.     int key;  
  7.     //构造函数  
  8.     node(int x):pre(NULL),next(NULL),key(x){}  
  9. };  
  10. //链表结构  
  11. struct List  
  12. {  
  13.     node *head;  
  14.     List():head(NULL){}  
  15. };  
  16. //打印  
  17. void List_Print(List *L)  
  18. {  
  19.     node *p = L->head;  
  20.     while(p)  
  21.     {  
  22.         cout<<p->key<<' ';  
  23.         p = p->next;  
  24.     }  
  25.     cout<<endl;  
  26. }  
  27. //搜索,找出L中第一个关键字为k的结点,没有则返回NULL  
  28. node *List_Search(List *L, int k)  
  29. {  
  30.     node *x = L->head;  
  31.     while(x != NULL && x->key!=k)  
  32.         x = x->next;  
  33.     return x;  
  34. }  
  35. //插入  
  36. void List_Insert(List *L, node *x)  
  37. {  
  38.     //插入到表的前端  
  39.     x->next = L->head;  
  40.     if(L->head != NULL)  
  41.         L->head->pre = x;  
  42.     L->head = x;  
  43.     x->pre = NULL;  
  44. }  
  45. //删除  
  46. void List_Delete(List *L, node* x)  
  47. {  
  48.     if(x->pre != NULL)  
  49.         x->pre->next = x->next;  
  50.     else  
  51.         L->head = x->next;  
  52.     if(x->next != NULL)  
  53.         x->next->pre = x->pre;  
  54.     delete x;  
  55. }  
//链表结点结构 
struct node 
{ 
	node *pre; 
	node *next; 
	int key; 
	//构造函数 
	node(int x):pre(NULL),next(NULL),key(x){} 
}; 
//链表结构 
struct List 
{ 
	node *head; 
	List():head(NULL){} 
}; 
//打印 
void List_Print(List *L) 
{ 
	node *p = L->head; 
	while(p) 
	{ 
		cout<<p->key<<' '; 
		p = p->next; 
	} 
	cout<<endl; 
} 
//搜索,找出L中第一个关键字为k的结点,没有则返回NULL 
node *List_Search(List *L, int k) 
{ 
	node *x = L->head; 
	while(x != NULL && x->key!=k) 
		x = x->next; 
	return x; 
} 
//插入 
void List_Insert(List *L, node *x) 
{ 
	//插入到表的前端 
	x->next = L->head; 
	if(L->head != NULL) 
		L->head->pre = x; 
	L->head = x; 
	x->pre = NULL; 
} 
//删除 
void List_Delete(List *L, node* x) 
{ 
	if(x->pre != NULL) 
		x->pre->next = x->next; 
	else 
		L->head = x->next; 
	if(x->next != NULL) 
		x->next->pre = x->pre; 
	delete x; 
}

(2)有哨兵的情况

  1. //链表结点结构  
  2. struct node  
  3. {  
  4.     node *pre;  
  5.     node *next;  
  6.     int key;  
  7.     //构造函数  
  8.     node(int x):pre(NULL),next(NULL),key(x){}  
  9. };  
  10. //链表结构  
  11. struct List  
  12. {  
  13.     node *nil;//哨兵  
  14.     List()  
  15.     {  
  16.         nil = new node(0);  
  17.         nil->next = nil;  
  18.         nil->pre = nil;  
  19.     }  
  20. };  
  21. //打印  
  22. void List_Print(List *L)  
  23. {  
  24.     node *p = L->nil->next;  
  25.     while(p != L->nil)  
  26.     {  
  27.         cout<<p->key<<' ';  
  28.         p = p->next;  
  29.     }  
  30.     cout<<endl;  
  31. }  
  32. //搜索,找出L中第一个关键字为k的结点,没有则返回NULL  
  33. node *List_Search(List *L, int k)  
  34. {  
  35.     node *x = L->nil->next;  
  36.     while(x != L->nil && x->key!=k)  
  37.         x = x->next;  
  38.     return x;  
  39. }  
  40. //插入  
  41. void List_Insert(List *L, node *x)  
  42. {  
  43.     //插入到表的前端  
  44.     x->next = L->nil->next;  
  45.     L->nil->next->pre = x;  
  46.     L->nil->next = x;  
  47.     x->pre = L->nil;  
  48. }  
  49. //删除  
  50. void List_Delete(List *L, node* x)  
  51. {  
  52.     x->pre->next = x->next;  
  53.     x->next->pre = x->pre;  
  54.     delete x;  
  55. }  
//链表结点结构 
struct node 
{ 
	node *pre; 
	node *next; 
	int key; 
	//构造函数 
	node(int x):pre(NULL),next(NULL),key(x){} 
}; 
//链表结构 
struct List 
{ 
	node *nil;//哨兵 
	List() 
	{ 
		nil = new node(0); 
		nil->next = nil; 
		nil->pre = nil; 
	} 
}; 
//打印 
void List_Print(List *L) 
{ 
	node *p = L->nil->next; 
	while(p != L->nil) 
	{ 
		cout<<p->key<<' '; 
		p = p->next; 
	} 
	cout<<endl; 
} 
//搜索,找出L中第一个关键字为k的结点,没有则返回NULL 
node *List_Search(List *L, int k) 
{ 
	node *x = L->nil->next; 
	while(x != L->nil && x->key!=k) 
		x = x->next; 
	return x; 
} 
//插入 
void List_Insert(List *L, node *x) 
{ 
	//插入到表的前端 
	x->next = L->nil->next; 
	L->nil->next->pre = x; 
	L->nil->next = x; 
	x->pre = L->nil; 
} 
//删除 
void List_Delete(List *L, node* x) 
{ 
	x->pre->next = x->next; 
	x->next->pre = x->pre; 
	delete x; 
}

三、练习

  1. 10.2-1  
  2. 能,能  
  3. 10.2-2  
  4. //结点  
  5. struct node  
  6. {  
  7.     node *pre;//为了方便实现出栈操作  
  8.     node *next;  
  9.     int key;  
  10.     node(int x):pre(NULL),next(NULL),key(x){}  
  11. };  
  12. //链式栈  
  13. struct list  
  14. {  
  15.     node *Head;//栈的起始结点  
  16.     node *Top;//栈顶指针  
  17.     list(){Head = new node(0);Top = Head;}  
  18. };  
  19. //打印栈中的元素  
  20. void Print(list *L)  
  21. {  
  22.     node *p = L->Head->next;  
  23.     while(p)  
  24.     {  
  25.         cout<<p->key<<' ';  
  26.         p = p->next;  
  27.     }  
  28.     cout<<endl;  
  29. }  
  30. //入栈  
  31. void Push(list *L, int x)  
  32. {  
  33.     //构造一个新的结点  
  34.     node *A = new node(x);  
  35.     //链入到栈顶位置,修改指针  
  36.     L->Top->next = A;  
  37.     A->pre = L->Top;  
  38.     L->Top = A;  
  39. }  
  40. //出栈  
  41. int Pop(list *L)  
  42. {  
  43.     if(L->Head == L->Top)  
  44.     {  
  45.         cout<<"error:underflow"<<endl;  
  46.         return -1;  
  47.     }  
  48.     //取出栈顶元素  
  49.     int ret = L->Top->key;  
  50.     //修改指针  
  51.     node *A = L->Top;  
  52.     L->Top = A->pre;  
  53.     L->Top->next = NULL;  
  54.     delete A;  
  55.     return ret;  
  56. }  
  57. 10.2-3  
  58. //结点  
  59. struct node  
  60. {  
  61.     node *next;  
  62.     int key;  
  63.     node(int x):next(NULL),key(x){}  
  64. };  
  65. //链式队列  
  66. struct list  
  67. {  
  68.     node *Head;//头指针  
  69.     node *Tail;//尾指针  
  70.     list(){Head = new node(0);Tail = Head;}  
  71. };  
  72. //打印  
  73. void Print(list *L)  
  74. {  
  75.     node *p = L->Head->next;  
  76.     while(p)  
  77.     {  
  78.         cout<<p->key<<' ';  
  79.         p = p->next;  
  80.     }  
  81.     cout<<endl;  
  82. }  
  83. //入队列  
  84. void Enqueue(list *L, int x)  
  85. {  
  86.     //构造一个新的结点  
  87.     node *A = new node(x);  
  88.     //链入尾部,修改指针  
  89.     L->Tail->next = A;  
  90.     L->Tail = A;  
  91. }  
  92. //出队列  
  93. int Dequeue(list *L)  
  94. {  
  95.     if(L->Head == L->Tail)  
  96.     {  
  97.         cout<<"error:underflow"<<endl;  
  98.         return -1;  
  99.     }  
  100.     //取出队头结点,修改指针  
  101.     node *A = L->Head->next;  
  102.     int ret = A->key;  
  103.     L->Head->next = A->next;  
  104.     if(A == L->Tail)  
  105.         L->Tail = L->Head;  
  106.     delete A;  
  107.     return ret;  
  108. }  
  109. 10.2-4  
  110. 把哨兵的值置为一个不可能与x相等的值  
10.2-1 
能,能 
10.2-2 
//结点 
struct node 
{ 
	node *pre;//为了方便实现出栈操作 
	node *next; 
	int key; 
	node(int x):pre(NULL),next(NULL),key(x){} 
}; 
//链式栈 
struct list 
{ 
	node *Head;//栈的起始结点 
	node *Top;//栈顶指针 
	list(){Head = new node(0);Top = Head;} 
}; 
//打印栈中的元素 
void Print(list *L) 
{ 
	node *p = L->Head->next; 
	while(p) 
	{ 
		cout<<p->key<<' '; 
		p = p->next; 
	} 
	cout<<endl; 
} 
//入栈 
void Push(list *L, int x) 
{ 
	//构造一个新的结点 
	node *A = new node(x); 
	//链入到栈顶位置,修改指针 
	L->Top->next = A; 
	A->pre = L->Top; 
	L->Top = A; 
} 
//出栈 
int Pop(list *L) 
{ 
	if(L->Head == L->Top) 
	{ 
		cout<<"error:underflow"<<endl; 
		return -1; 
	} 
	//取出栈顶元素 
	int ret = L->Top->key; 
	//修改指针 
	node *A = L->Top; 
	L->Top = A->pre; 
	L->Top->next = NULL; 
	delete A; 
	return ret; 
} 
10.2-3 
//结点 
struct node 
{ 
	node *next; 
	int key; 
	node(int x):next(NULL),key(x){} 
}; 
//链式队列 
struct list 
{ 
	node *Head;//头指针 
	node *Tail;//尾指针 
	list(){Head = new node(0);Tail = Head;} 
}; 
//打印 
void Print(list *L) 
{ 
	node *p = L->Head->next; 
	while(p) 
	{ 
		cout<<p->key<<' '; 
		p = p->next; 
	} 
	cout<<endl; 
} 
//入队列 
void Enqueue(list *L, int x) 
{ 
	//构造一个新的结点 
	node *A = new node(x); 
	//链入尾部,修改指针 
	L->Tail->next = A; 
	L->Tail = A; 
} 
//出队列 
int Dequeue(list *L) 
{ 
	if(L->Head == L->Tail) 
	{ 
		cout<<"error:underflow"<<endl; 
		return -1; 
	} 
	//取出队头结点,修改指针 
	node *A = L->Head->next; 
	int ret = A->key; 
	L->Head->next = A->next; 
	if(A == L->Tail) 
		L->Tail = L->Head; 
	delete A; 
	return ret; 
} 
10.2-4 
把哨兵的值置为一个不可能与x相等的值

10.2-5
10.2-6
使用带尾指针的链表,令A的尾指针为tail,tail->next=B
10.2-7
  1. //逆转  
  2. void Reverse(list *L)  
  3. {  
  4.     node *p = NULL, *q = L->Head, *r;  
  5.     //依次修改指针,让q是p->next,令q->next=p  
  6.     while(1)  
  7.     {  
  8.         r = q->next;  
  9.         q->next = p;  
  10.         if(r == NULL)  
  11.         {  
  12.             L->Head = q;  
  13.             break;  
  14.         }  
  15.         p = q;  
  16.         q = r;  
  17.     }  
  18. }  
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