基础数据结构【二】————动态数组，单向链表及链表的反转
2024-05-10 12:08:17
DEMO1： 动态分配变量（链表，而静态数组是线性表，意味着动态数组访问和遍历复杂度为O（n）,而插入和删除复杂度为O（1），而静态数组线性表则完全相反）
int* intptr = new int(50); //声明一指向整数的指针,在该内存中存入整数值50float* floatptr = new float; //声明一指向浮点数的指针,但未指定内存中存储的数据值cout << "intptr 指向的数据值：" << *intptr << "\n\n";*floatptr = 0.5;cout << "floatptr 指向的数据值：" << *floatptr << "\n\n";delete intptr;delete floatptr;int *ptr=new int[num]; // 动态分配数组为n个元素 delete [] ptr; // 释放分配给 ptr 的内存空间
DEMO2： 动态数组求和示例
int main() {int no, count = 0, Total = 0; // 定义整数变量 count 与 Totalcout << "要输入计算的个数为:";cin >> no;int* ptr = new int[no]; // 动态分配数组为n个元素 cout << endl;for (count = 0; count < no; count++){cout << "输入ptr[" << count << "]:";cin >> ptr[count]; // 采用数组下标来输入数组元素}for (count = 0; count < no; count++)Total += *(ptr + count); // 采用指针变量运算来存取数组的元素值cout << "---------------------------------------" << endl;cout << no << "个数的总和=" << Total; // 显示结果cout << endl;delete[] ptr; // 释放分配给 ptr 的内存空间ptr = NULL;system("pause");return 0;
}DEMO3： 单向链表的创建与遍历：
输入12个学生的成绩（形成列表并打印）
#include <iostream>
using namespace std;
class list //链表结构声明
{
public:int num, score; //学号，得分char name[10]; //姓名class list* next; //指针变量，指向下一个节点
};
typedef class list node;
typedef node* link;int main()
{link newnode, ptr, delptr; //声明三个链表结构的指针cout << "请输入 5 位学生的数据：" << endl;delptr = new node; //delptr暂当链表头指针if (!delptr){cout << "[Error!!内存分配失败!]" << endl;exit(1);}cout << "请输入座号：";cin >> delptr->num;cout << "请输入姓名：";cin >> delptr->name;cout << "请输入成绩：";cin >> delptr->score;ptr = delptr; //保留链表头指针，以ptr为指向当前节点的指针for (int i = 1; i < 5; i++){newnode = new node; //创建新节点if (!newnode){cout << "[Error!!内存分配失败!" << endl;exit(1);}cout << "请输入座号：";cin >> newnode->num;cout << "请输入姓名：";cin >> newnode->name;cout << "请输入成绩：";cin >> newnode->score;newnode->next = NULL;ptr->next = newnode; //把新节点加在链表后面ptr = ptr->next; //让ptr保持在链表的最后面}cout << "\n 学 生 成 绩" << endl;cout << " 座号\t姓名\t成绩\n=====================" << endl;ptr = delptr; //让ptr回到链表头while (ptr != NULL){cout << ptr->num << "\t" << ptr->name << "\t" << ptr->score << endl;delptr = ptr;ptr = ptr->next; //ptr按序往后遍历整个链表delete delptr; //释放内存空间}system("pause");
}
ptr = delptr; //保留链表头指针，以ptr为指向当前节点的指针
newnode->next = NULL;
ptr->next = newnode; //把新节点加在链表后面
ptr = ptr->next; //让ptr保持在链表的最后面
step1：动态分配内存给新节点使用
step2：将原链表尾部的指针指向新元素所存在的位置（内存地址）
step3：将ptr指针指向新节点内存位置，表示这是新的链表尾部
step4：由于新的节点为当前链表的最后一个元素，所以将他的指针（next）指向NULL
DEMO4：
输入想删除的成绩（比如输入76），就开始遍历该链表，找到删除（含有76）该学生的节点，然后提示，输入新的成绩，学号，姓名。结束的时候输入 -1 ，即可输出全部列表
#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
#include <string.h>
#include <iomanip> //操作符的头文件
using namespace std;
class list
{
public:int num, score;char name[10];class list* next;//指向下一个节点
};
typedef class list node;//定义node为新的数据类型
typedef node* link; //定义link为新的数据类型指针 link findnode(link head, int num)
{link ptr;ptr = head;while (ptr != NULL){if (ptr->num == num)return ptr;ptr = ptr->next;}return ptr;
}link insertnode(link head, link ptr, int num, int score, char name[10])
{link InsertNode;InsertNode = new node;if (!InsertNode)return NULL;InsertNode->num = num;InsertNode->score = score;strcpy_s(InsertNode->name, name);InsertNode->next = NULL;if (ptr == NULL) //插入第一个节点{InsertNode->next = head;return InsertNode;}else{if (ptr->next == NULL)//插入最后一个节点{ptr->next = InsertNode;}else //插入中间节点{InsertNode->next = ptr->next;ptr->next = InsertNode;}}return head;
}int main()
{link head, ptr, newnode;int new_num, new_score;char new_name[10];int i, j, position = 0, find, data[12][2];char namedata[12][10] = { {"Allen"},{"Scott"},{"Marry"},{"John"},{"Mark"},{"Ricky"},{"Lisa"},{"Jasica"},{"Hanson"},{"Amy"},{"Bob"},{"Jack"} };srand((unsigned)time(NULL));cout << "座号 成绩 座号 成绩 座号 成绩 座号 成绩" << endl;cout << "==============================================" << endl;for (i = 0; i < 12; i++){data[i][0] = i + 1;//座号data[i][1] = rand() % 50 + 51;//成绩}for (i = 0; i < 3; i++){for (j = 0; j < 4; j++)cout << "[" << data[j * 3 + i][0] << "] [" << data[j * 3 + i][1] << "] ";cout << endl;}head = new node; //建立链表头指针if (!head){cout << "Error!! 内存分配失败!!" << endl;exit(1);}head->num = data[0][0];for (j = 0; j < 10; j++)head->name[j] = namedata[0][j];head->score = data[0][1];head->next = NULL;ptr = head;for (i = 1; i < 12; i++) //建立链表{newnode = (link)malloc(sizeof(node));newnode->num = data[i][0];for (j = 0; j < 10; j++)newnode->name[j] = namedata[i][j];newnode->score = data[i][1];newnode->next = NULL;ptr->next = newnode;ptr = ptr->next;}while (1){cout << "请输入要插入其后的学生编号，结束输入-1：";cin >> position;if (position == -1)//循环中断条件break;else{ptr = findnode(head, position);cout << "请输入新插入的学生编号：";cin >> new_num;cout << "请输入新插入的学生成绩：";cin >> new_score;cout << "请输入新插入的学生姓名：";cin >> new_name;head = insertnode(head, ptr, new_num, new_score, new_name);}}ptr = head;cout << "\n\t座号\t 姓名\t成绩\n";cout << "\t==============================\n";while (ptr != NULL){cout << "\t[" << ptr->num << "]\t[ " << ptr->name << "]" << setw(6) << "\t[" << ptr->score << "]\n";ptr = ptr->next;}delete head;system("pause");return 0;
}
DEMO5： 删除链表节点
#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <ctime>
#include <cstdlib> //使用随机数的头文件
using namespace std;
class list
{public:int num,score;char name[10];class list *next;
};
list del_ptr(list *head,list *ptr);
int main()
{ list *ptr;int findword=0,find,data[12][2];char namedata[12][10]={{"Allen"},{"Moko"},{"Lean"},{"Melissa"},{"Angel"},{"Sabrina"},{"Joyce"},{"Jasica"},{"Hanson"},{"Amy"},{"Bob"},{"Jack"}};srand((unsigned)time(NULL));//以时间为随机数的种子cout<<"座号 成绩 座号 成绩 座号 成绩 座号 成绩"<<endl;cout<<"=============================================="<<endl;for(int i=0;i<12;i++){ data[i][0]=i+1;data[i][1]=rand()%50+51;}for(int i=0;i<3;i++){ for (int j=0;j<4;j++)cout<<"["<<data[j*3+i][0]<<"] ["<<data[j*3+i][1]<<"] ";cout<<endl;}list *head=new list;//建立链表头指针if(!head){ cout<<"Error!! 内存分配失败!!"<<endl;exit(1);}head->num=data[0][0];for (int j=0;j<10;j++)head->name[j]=namedata[0][j];head->score=data[0][1];head->next=NULL;ptr=head;for(int i=1;i<12;i++) { list *newnode=new list;//建立链表newnode->num=data[i][0];for (int j=0;j<10;j++)newnode->name[j]=namedata[i][j];newnode->score=data[i][1];newnode->next=NULL;ptr->next=newnode;ptr=ptr->next;}while(1){ cout<<"请输入要删除的成绩，结束输入-1：";cin>>findword;if(findword==-1)//循环中断条件break;else{ ptr=head;find=0;while (ptr!=NULL){ if(ptr->score==findword) { *ptr=del_ptr(head,ptr);//删除数据find++;}ptr=ptr->next;}if(find==0)cout<<"######没有找到######"<<endl;}}ptr=head;cout<<"\n\t座号\t 姓名\t成绩"<<endl; //输出剩余链表中的数据cout<<"\t=============================="<<endl;while(ptr!=NULL){ cout<<"\t["<<ptr->num<<"]\t["<<setw(10)<<ptr->name<<"]\t["<<ptr->score<<"]"<<endl;ptr=ptr->next;}system("pause");
}
list del_ptr(list *head,list *ptr)//删除节点子程序
{ list *top;top=head;if(ptr==head)//[情形1]:删除节点在链表头部{ head=head->next;cout<<"已删除第 "<<ptr->num<<" 号学生!!姓名： "<<ptr->name<<endl;}else{ while(top->next!=ptr)//找到删除节点的前一个位置top=top->next;if(ptr->next==NULL) //[情形2]:删除节点在链表尾部{ top->next=NULL;cout<<"已删除第 "<<ptr->num<<" 号学生!!姓名： "<<ptr->name<<endl;}else //[情形3]:删除节点在链表中间的任一节点{ top->next=ptr->next;cout<<"已删除第 "<<ptr->num<<" 号学生!!姓名： "<<ptr->name<<endl;}}delete []ptr; //释放内存空间return *head; //返回链表
}
DEMO6：将学生成绩按座号反转打印出来，单链链表反转
/*
[名称]:ch03_06.cpp
[示范]:将学生成绩按座号反转打印出来
*/
#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <ctime>
#include <cstdlib>
using namespace std;
class list
{public:int num,score;char name[10];class list *next;
};
typedef class list node;
typedef node *link;
int main()
{ link ptr,last,before;int i,j,findword=0,data[12][2];char namedata[12][10]={{"Allen"},{"Mako"},{"Lean"},{"Melissa"},{"Angel"},{"Sabrina"},{"Joyce"},{"Jasica"},{"Hanson"},{"Amy"},{"Bob"},{"Jack"}};srand((unsigned)time(NULL));for (i=0;i<12;i++){ data[i][0]=i+1;data[i][1]=rand()%50+51;}link head=new node;//建立链表头指针if(!head){ cout<<"Error!! 内存分配失败!!"<<endl;exit(1);}head->num=data[0][0];for (j=0;j<10;j++)head->name[j]=namedata[0][j];head->score=data[0][1];head->next=NULL;ptr=head;for(i=1;i<12;i++) //建立链表{ link newnode=new node;newnode->num=data[i][0];for (j=0;j<10;j++)newnode->name[j]=namedata[i][j];newnode->score=data[i][1];newnode->next=NULL;ptr->next=newnode;ptr=ptr->next;}ptr=head;i=0;cout<<"原始链表数据："<<endl; while (ptr!=NULL) { //打印链表数据cout<<"["<<setw(2)<<ptr->num<<setw(8)<<ptr->name<<setw(3)<<ptr->score<<"] -> ";i++;if(i>=3) //三个元素为一行{ cout<<endl;i=0;}ptr=ptr->next;}ptr=head;before=NULL;cout<<"\n反转后链表数据："<<endl; while(ptr!=NULL) //链表反转{ last=before;before=ptr;ptr=ptr->next;before->next=last;}ptr=before;while(ptr!=NULL){ cout<<"["<<setw(2)<<ptr->num<<setw(8)<<ptr->name<<setw(3)<<ptr->score<<"] -> ";i++;if(i>=3){ cout<<endl;i=0;}ptr=ptr->next;}system("pause");
}
DEMO7： 单向链表连接功能
/*
[名称]:ch03_07.cpp
[示范]:单向链表的连接功能
*/
#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
using namespace std;
class list
{
public:int num, score;char name[10];class list* next;
};
typedef struct list node;
typedef node* link;
link concatlist(link, link);int main()
{link head, ptr, newnode, last, before;link head1, head2;int i, j, findword = 0, data[12][2];//第一组链表的姓名 char namedata1[12][10] = { {"Allen"},{"Scott"},{"Marry"},{"Jon"},{"Mark"},{"Ricky"},{"Lisa"},{"Jasica"},{"Hanson"},{"Amy"},{"Bob"},{"Jack"} };//第二组链表的姓名char namedata2[12][10] = { {"May"},{"John"},{"Michael"},{"Andy"},{"Tom"},{"Jane"},{"Yoko"},{"Axel"},{"Alex"},{"Judy"},{"Kelly"},{"Lucy"} };srand((unsigned)time(NULL));for (i = 0; i < 12; i++){data[i][0] = i + 1;data[i][1] = rand() % 50 + 51;}head1 = new node; //建立第一组链表的头指针if (!head1){cout << "Error!! 内存分配失败!!" << endl;exit(1);}head1->num = data[0][0];for (j = 0; j < 10; j++)head1->name[j] = namedata1[0][j];head1->score = data[0][1];head1->next = NULL;ptr = head1;for (i = 1; i < 12; i++)//建立第一组链表{newnode = new node;newnode->num = data[i][0];for (j = 0; j < 10; j++)newnode->name[j] = namedata1[i][j];newnode->score = data[i][1];newnode->next = NULL;ptr->next = newnode;ptr = ptr->next;}srand((unsigned)time(NULL));for (i = 0; i < 12; i++){data[i][0] = i + 13;data[i][1] = rand() % 40 + 41;}head2 = new node; //建立第二组链表的头指针if (!head2){cout << "Error!! 内存分配失败!!\n";exit(1);}head2->num = data[0][0];for (j = 0; j < 10; j++)head2->name[j] = namedata2[0][j];head2->score = data[0][1];head2->next = NULL;ptr = head2;for (i = 1; i < 12; i++)//建立第二组链表{newnode = new node;newnode->num = data[i][0];for (j = 0; j < 10; j++)newnode->name[j] = namedata2[i][j];newnode->score = data[i][1];newnode->next = NULL;ptr->next = newnode;ptr = ptr->next;}i = 0;ptr = concatlist(head1, head2);//将链表相连接cout << "两个链表相连接的结果：" << endl;while (ptr != NULL){ //输出链表数据cout << "[" << ptr->num << " " << ptr->name << " " << ptr->score << " ]\t-> ";i++;if (i >= 3)//三个元素为一行{cout << endl;i = 0;}ptr = ptr->next;}delete newnode;delete head2;system("pause");return 0;
}
link concatlist(link ptr1, link ptr2)
{link ptr;ptr = ptr1;while (ptr->next != NULL)ptr = ptr->next;ptr->next = ptr2;return ptr1;
}
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