数据结构 2-3-4 静态链表

一、概念

静态链表相当于混合了数组和链表，单独的链表，使用next指针指向内存空间中下一个节点的位置来实现连接的，而数组中是用相对位置来实现，将二者混合，保留指向下一个的指针，但这个指针不是指针，而是下一个节点所在数组位置的下标，相当于在一个数组内实现了链表的操作。

二、定义

静态链表节点的定义只做出了一个改动，指向下一个的不再是指针，而是一个整形变量，这个变量用于记录下一个节点所在位置的数组下标。

struct LNode{int num;int next;
};

三、代码实现

静态链表的实现，最麻烦的点在于分配和收回节点。

一般链表中，想新建一个节点只需要使用malloc函数，从内存分配一个就完事了，想释放用free函数，几句代码的事情，但是在静态链表中就不一样了，所有节点的分配都是在一个数组中进行的，基本思路就是还没使用的节点就放在空节点链上，已经使用的放在头结点链上。

为了方便分配节点，不仅需要一个头结点，还需要一个空头节点。初始化时，所有的节点都是空节点，所以将其连接起来，让每个节点都指向自己相邻的下一个节点，最后一个节点指向0表示空，这条链表就是空间点链表。当需要添加数据时，从空节点链表头部摘一个下来，这个操作并不难，由于操作都是基于数组下标的，可以直接使用数字来操作，返回摘下节点数组中的下标，这就是节点的分配。释放节点也是一个道理，把要删除的节点从链表上删除，之后这个节点相当于一个孤立点，将其再接回空节点链表的头部，使用头插法，顺便将节点上的数据归零，就实现了节点的回收。

int MallocNode()
{int tar=space[0].next;if(space[0].next)space[0].next=space[tar].next;return tar;
}void FreeNode(int tar)
{space[tar].next=space[0].next;space[tar].num=0;space[0].next=tar;
}

其余操作上，基本上就是把指针的相关操作换成了数组下标。直接上代码。

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
struct LNode{int num;int next;
};
#define MAXSIZE 50
struct LNode space[MAXSIZE];
int head;
int l;
int MallocNode()
{int tar=space[0].next;if(space[0].next)space[0].next=space[tar].next;return tar;
}void FreeNode(int tar)
{space[tar].next=space[0].next;space[tar].num=0;space[0].next=tar;
}void buttominsert(int n)
{for(int i=0;i<n;i++){int temp=MallocNode();scanf("%d",&space[temp].num);space[temp].next=0;space[l].next=temp;l=space[l].next;space[head].num++;}
}void headinsert(int n)
{for(int i=0;i<n;i++){int temp=MallocNode();scanf("%d",space[temp].num);space[temp].next=space[head].next;space[head].next=temp;space[head].num++;}
}
void print()
{int s=space[head].next;while(s){printf("%d ",space[s].num);s=space[s].next;}printf("\n");printf("The length of the list is %d\n",space[head].num);
}
void init()
{for(int i=0;i<MAXSIZE-1;i++)space[i].next=i+1;space[MAXSIZE-1].next=0;head=MallocNode();l=head;space[head].num=0;space[head].next=0;
}
bool Delete(int tar)
{if(tar<0||tar>=space[head].num)return false;int p,q;p=head;while(tar--)p=space[p].next;q=space[p].next;space[p].next=space[space[p].next].next; FreeNode(q);space[head].num--;return true;
}
void delmode()
{int tar;printf("Input the location that you want to delete:");scanf("%d",&tar);if(!Delete(tar-1))printf("Delete failed\n");elseprintf("Delete succeed\n");
}
bool insert(int tar,int num)
{if(tar<0||tar>space[head].num||tar>=MAXSIZE)return false;int temp=MallocNode();space[temp].num=num;int p=head;while(tar--)p=space[p].next;space[temp].next=space[p].next;space[p].next=temp;space[head].num++;return true;
}
int search(int tar)
{int cnt=0;int temp=space[head].next;while(temp){if(space[temp].num==tar)return cnt;cnt++;temp=space[temp].next;}return -1;
}
void insmode()
{int tar,num;printf("Input the location and num that you want to insert:");scanf("%d %d",&tar,&num);if(!insert(tar-1,num))printf("Insert failed\n");elseprintf("Insert succeed\n");
}
void seamode()
{int tar;printf("Input the number you want to search:");scanf("%d",&tar);int ans=search(tar);if(ans==-1)printf("Find failed\n");elseprintf("The target is at the %d\n",ans+1);
}
int main()
{init();int n,tar,num,choice=-1;printf("Input the amount of elements:");scanf("%d",&n);buttominsert(n);//headinsert(n);print();while(choice!=0){printf("1-delete\n");printf("2-insert\n");printf("3-show\n");printf("4-search\n");printf("0-exit\n");printf("Choice the function you want:");scanf("%d",&choice);switch(choice){case 1:delmode();break;case 2:insmode();break;case 3:print();break;case 4:seamode();break;case 0:break;default:printf("input error!");break;} }   return 0;return 0;}

四、优缺点分析

个人感觉，静态链表是活在题目里的链表，使用静态链表单纯是为了考试，没什么实际使用价值，链表的有点就在于其灵活性，可以无限延长而不会出现溢出，但是静态链表将链表限制在了数组里，也就是说一旦节点数超过了数组上限就会溢出，而且空节点链表和数据链表的头结点还要各自占用一个节点的位置，能用的节点就少了两个，与其在数组里面用下标指来指去，倒不如直接用数组实现线性表或者指针在内存上移动来的实在。