【DS基础】静态链表

静态链表

目的：为没有指针的程序语言所设计的实现单链表的方法

静态链表(游标实现法)

数组的元素被分为两个数据域data和cur

静态链表的定义与初始化

/*静态链表定义*/
#define MAXSIZE 1000
typedef struct
{ElemType data;/*这里ElemType是数据域要存储的某种数据类型*/int cur;
}Component,StaticLinkList[MAXSIZE];/*快捷定义结构数组的方法*/
/*语句StaticLinkList A就等价于Component A[MAXSIZE]*/

数组的第一个元素cur存放**备用链表第一个结点的下标，数组最后一个元素cur存放数组第一个有数值元素的下标**（在全表为空时为0，类似于头指针的作用）。链表最后一个元素其下一位置数据为空cur用0表示。

/*静态链表初始化*/
Status InitList(StaticLinkList space)/*space是结构数组，space[0].cur为头指针*/
{int i；for(i=0;i<MAXSIZE-1;i++)space[i].cur=i+1;//将链表按照数组顺序指定space[MAXSIZE-1].cur=0;//更改最后一个链表指针return OK;
}

根据上述的下标规则，假设完成数据填入后的静态链表，其cur与下标的关系如图所示。

静态链表插入操作

情况1：在尾端插入新元素

/*在尾端插入新元素*/
int Malloc_SLL(StaticLinkList space)
{int i=space[0].cur;/*获取备用链表第一个元素下标*/if(space[0].cur)space[0].cur=space[i].cur;/*调整第一个元素游标*//*由于备用链表的第一个元素要被使用了，因此要将它的下一个元素作为备用链表的第一个元素*/return i;
}

**情况2：**在列表中间插入新元素：先插入到最后，在调整cur

例如在乙和丁之间插入丙，只需要先在下标7位置处存入丙，然后修改乙的游标指向丙，再修改丙的游标指向丁即可完成。

/*在静态链表L的第i个元素之前插入新的数据元素e*/
Syayis ListInsert(StaticLinkList L,int i,ElemType e)
{int j,k,l;k=MAX_SIZE-1;//k是最后一个元素的下标if(i<1||i>ListLength(L)+1)return ERROR;j=Malloc_SSL(L);//获取分配出的空闲元素的下标if(j){L[j].data=e;//先把元素存入分配空间for(l=1;l<i-1;l++)k=L[k].cur;/*通过指针不断迭代的方式，找到第i个元素之前的下标*/L[j].cur=L[k].curL[k].cur=j;return OK}return ERROR;
}

静态链表删除操作

简单描述为

1.脱链释放将前后元素链接，完成释放。

如上图，无论是要删除已经使用的元素A,B还是C之中的一个，都先找到其上游元素。（遍历）如A的上游元素是末个元素。B的上游元素是A。

以删除B为例。找到上游元素，即A元素后，将其指向B的下一个元素C。如图。

2. 加入备用头被释放元素成为备用链表首位元素。

主要分为两步

被释放元素指向原备用链表首元素
数组首个元素指向该被释放元素

至此，B就被释放到了备用链表区域

/*删除在L中第i个数据元素e*/
Status ListDelete(StaticLinkList L,int i)
{int j,k;if(i<1||i>ListLength(L))//遍历法计算链表已使用元素个数return ERROR;k=MAX_SIZE-1;/*指向数组末个元素*/for(j=1;j<=i-1;j++)/*循环结束后，得到第i-1个元素的下标k*/k=L[k].cur;j=L[k].cur;/*j为第i个元素的下标*/L[k].cur=L[j].cur;//1.脱链释放Free_SSL(L,j);//2.加入备用头return OK;
}
void Free_SSL(StaticLinkList space,int k)
{space[k].cur=space[0].cur;/*2.1被释放元素指向原备用链表首元素*/space[0].cur=k;/*2.2数组首个元素指向该被释放元素*/
}

循环链表

将单链表终端的结点指针部分由空指针改为指向头结点，形成==循环链表(circular linked list)==

循环链表所解决的问题是，单链表由于其单向性，无法回溯。循环链表可以从任何一个结点触发，访问到链表的全部结点。

由于该结构访问最后一个结点效率太低，将头指针改为尾指针

双向链表

在单链表的每个结点中，再设置一个指向其前驱结点的指针域，形成==双向链表（double linked list）==。

结点中有两个指针域，一个指向直接后继，一个指向直接前驱

链表例题

链表逆转

题目来源：https://pintia.cn/problem-sets/15/problems/724

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <iostream>
typedef int ElementType;
typedef struct Node *PtrToNode;
struct Node {ElementType Data;PtrToNode   Next;
};
typedef PtrToNode List;List Read();
void Print( List L );
List Reverse( List L );int main()
{List L1, L2;L1 = Read();std::cout<<"\033[0;32mread OK \033[0m"<<std::endl;L2 = Reverse(L1);std::cout<<"\033[0;32mreverse OK \033[0m"<<std::endl;Print(L1);Print(L2);return 0;
}/* 你的代码将被嵌在这里 */
List Read()
{int n,i;List L,p;p=L=(List)malloc(sizeof(Node));scanf("%d ",&n);//获取链表长度for(i=0;i<n;i++){p->Next=(List)malloc(sizeof(Node));p=p->Next;std::cin>>p->Data;//数据流格式读取的好处，可以同时匹配换行符或者空格分割的输入}p->Next=NULL;return L;
}
void Print( List L )
{while(L->Next!=NULL){L=L->Next;std::cout<<L->Data<<" ";}std::cout<<std::endl;
}
List Reverse(List L)
{   List p,q,r;p=L->Next;q=p->Next;r=q->Next;p->Next=NULL;while(r!=NULL){   q->Next=p;p=q;q=r;r=q->Next;}q->Next=p;r=(List)malloc(sizeof(Node));r->Next=q;return r;
}

/*结果显示如下*/
1 3 4 5 2
read OK
reverse OK
1
2 5 4 3 1