数据结构学习日记1---链表（附结构体）

8月26日学习了数据结构的前几章，学习到链表时对于C语言的结构体与链表时，决定先回顾一下c++中的结构体与链表。

c++中可以用两种方式说明结构体：

struct Student{}stu1,*stu2;  //stu2是Student类型的指针变量
//或者
struct Student{};Student stu1,*stu2;

访问结构时可以用结构变量名.数据成员的格式。如果是指针变量用*(指针变量).数据成员或者(指针变量)->数据成员的格式。当结构类型变量作为函数参数，也可选择作为传值参数、指针参数或引用参数。和c不同，c++允许在结构体内部加入成员函数。

除去普通的结构变量、结构指针，c++中还提供了结构数组。结构数组可以用在有许多同一结构的对象时，方便批量储存管理信息。下面看一个职工登记表，按薪资排序：

#include <iostream>
using namespace std;
struct person
{char name[10];unsigned int id;double salary;
};
void Input(person[], const int);
void Sort(person* [], const int);
void Output(person* [], const int);
int main()
{person allone[100]; //说明结构数组person* index[100]; //说明索引数组int total;for (int i = 0; i < 100; i++)  //索引数组元素值初始化为结构数组元素地址index[i] = allone + i;cout << "输入职工人数：" ;cin >> total;cout << "输入职工信息：" << endl;Input(allone, total);cout << "以工资为关键字排序：" << endl;Sort(index, total);Output(index, total);
}
void Input(person all[], const int n)
{int i;for (i = 0; i < n; i++){cout << i << ":姓名:";cin >> all[i].name;cout << "编号:";cin >> all[i].id;cout << "工资:";cin >> all[i].salary;}
}
void Sort(person* pi[], const int n)
{int i, j;person* temp;for (i = 1; i < n; i++){for(j=0;j<n-i-1;j++)if (pi[j]->salary > pi[j + 1]->salary){temp = pi[j];pi[j] = pi[j + 1];pi[j + 1] = temp;}}
}
void Output(person* pi[], const int n)
{for (int i = 0; i < n; i++)cout << pi[i]->name << '\t' << pi[i]->id << '\t' << pi[i]->salary << endl;
}

在上面的程序中，先定义了person结构体，并且用该结构体说明一个数组和一个指针数组。让指针数组的每个指针都指向对应的数组元素。加这个指针数组的原因是，在sort函数内排序时，如果直接对结构体数组allone进行排序，会造成较大的数据开销。而对指针索引进行顺序调整更加简便。并且在sort函数中，结构体指针数组作为指针参数传入函数，实现对实际参数的操纵。最终输出结果：

输入职工人数：3
输入职工信息：
0:姓名:zzy
编号:001
工资:3000
1:姓名:zhb
编号:002
工资:6000
2:姓名:zht
编号:003
工资:5000
以工资为关键字排序：
zzy     1       3000
zht     3       5000
zhb     2       6000

c++链表：创建链表

struct Node
{char name[20];double salary;Node *next;  //next是自身结构类型的指针，但上面的数据成员不能是自身结构的变量
};

创建单向链表：

struct Node
{int data;Node *next;  //next是自身结构类型的指针，但上面的数据成员不能是自身结构的变量
};
void CreatList(Node* & head)  //引用表头指针
{Node *s,*p;s=new Node;cin>>s->data;while(s->data!=0){if(head==NULL)head=s;    //如果原来没有表头，那么s就是表头elsep=s;s=new Node;cin>>s->data; p->next=s; //如果已有表头，那么建立s的后继结点p，给s开辟新空间并赋值，之后让p的结点指针指向s}
}

插入结点：分三种情况：

表头插入：生成新结点，赋值，新结点的下一跳指针指向原表头结点，并修改表头指针。
*p后插入与表头插入类似。
*p前插入：需要先找到*p之前的结点*q。也可避免重新搜索其前驱：

s->next=p->next;  //后插
p->next=s;
temp=p->data;
p->data=p->next->data;
p->next->data=temp; //交换数据域

删除结点：也分三种情况，不再赘述。

经典问题“猴子选大王”：让 N 只候选猴子围成一圈（最多 100 只猴子），从某位置起顺序编号为 1 ~ N 号。从第 1 号开始报数，每轮从 1 报到 3 ，凡报到 3 的猴子即退出圈子，接着又从紧邻的下一只猴子开始同样的报数。如此不断循环，最后剩下的一只猴子就选为猴王。

下面记录一个“猴子选大王”的链表解法：

#include<iostream>
#include<iomanip>
using namespace std;
struct Jonse
{int code;Jonse* next;
};
Jonse* Create(int n)
{Jonse *h, *p;h = new Jonse;p = h;for (int i=1; i <= n; i++){p->code = i;  //每个结点顺序if (i < n){p->next = new Jonse;p = p->next;}}p->next = h;  //形成闭环return h;
}
void ShowList(Jonse* h)
{Jonse* p;p = h;cout << "the list is:";do{cout << p->code << '\t';p = p->next;} while (p != h);cout << endl;
}
void Out(Jonse* h, int i, int d)
{Jonse* p, * q;int k;p = h;  //让p指向初始结点for (q = h; q->next != h; q = q->next);  //让q指向最后一个结点for (k = 1; k < i; k++) //从第i个开始计，把指针移到该位置{q = p;p = p->next; }while (p != p->next)  //记到d进行处理，处理链环直至只剩一个结点{for (k = 1; k < d; k++){q = p;p = p->next;}cout << p->code << '\t';  //输出报到d的结点q->next = p->next;  //删除该结点delete p; p = NULL;p = q->next;}cout << p->code << endl;  //处理最后一个结点delete p;p = NULL;
}

int main()
{Jonse *head;int total, begin, num;cout << "put total:" << endl;cin >> total;head = Create(total);ShowList(head);cout << "put strat number:" << endl;cin >> begin;cout << "put interval of counting:" << endl;cin >> num;Out(head, begin, num);
}

结果测试：

put total:
3
the list is:1   2       3
put strat number:
1
put interval of counting:
2
2       1       3

当然，还提供了一种数组解法：

#include <iostream>
using namespace std;
int out(int,int,int);
int main()
{int total,begin,num, b;cout << "input total number:" << endl;cin >> total;cout << "input start number:" << endl;cin >> begin;cout << "input interval of counting:" << endl;cin >> num;b = out(total,begin,num);cout << "最终留下第" << b + 1 <<"个" << endl;return 0;
}
int out(int total,int begin,int num)
{int *a=new int[total];int i, j = 0;int t = begin-2;  //-1是因为第一只猴子对应a[0]；另一个-1因为从第一只已经开始计数了，抵消下面的计数+1for (i = 0; i < total; i++)a[i] = 1;for (i = 0; i < total; i++)  //total-1次循环最终留下一个大王{j = 1;  //淘汰计数while (j <= num)  //如果没到淘汰计数{t = (t + 1) % total;  //指向下一只猴子if (a[t] == 1)j++;    //淘汰计数+1}a[t] = 0;  //淘汰该猴子}return t;
}

测试结果：

input total number:
3
input start number:
1
input interval of counting:
2
最终留下第3个

c语言链表，参考自《数据结构与算法c语言版》

先看一下typedef在c中的用法

typedef struct Student
{
int a;
}Stu;   //于是声明变量时可以Stu stu1，如果没有typedef就必须用struct Student stu1来声明//在c++中如果加了typedef，那么Stu将是一个结构体类型，声明变量还要Stu stu1，但不加typedef则Stu本身就是变量//如果有
typedef struct {}a,b,c;那么a,b,c都是结构体别名，a stu1和b stu1 是一样的。

再来看链表的类型声明

struct Node;   //声明Node结构体
typedef struct Node* PtrToNode; //typedef定义新类型，名字叫做PtrToNode，它的类型是指向Node结构体的指针
typedef PtrToNode List;    //相当于typedef struct Node* List,和后面那句一起，给 PtrToNode起了两个别名
typedef PtrToNode Position;List MakeEmpty(List L);  //变量L的类型相当于typedef struct Node* List；List L；生成的，指向Node结构体的指针变量
int InEmpty(List L);
int IsLast(Position P, List L);
Position Find(ElementType X, List L);
void Delete(ElementType X, List L);
Position FindPrevious(ElementType X, List L);
void insert(ElementType X, List L, Position P);struct Node
{ElementType Element;Position Next;
};

功能函数具体编写：

int InEmpty(List L); {return L->Next == NULL;}int IsLast(Position P, List L); {return P->Next == NULL;}Position Find(ElementType X, List L)
{Position P;P=L->Next;while(P!= NULL && P->Element != X)P=P->Next;return P;
}void Delete(ElementType X, List L);
{Position P,Tmpcell;P=FindPrevious(X,L);  //找到P的前驱元素if(!LsLast(P,L)){TempCell=P->Next;P->Next=TempCell->Next;free(Tmpcell);}
}Position FindPrevious(ElementType X, List L);
{Position P;P=L;  //让结构指针P先指向表头while(P->Next!= NULL && P->Next->Element!= X){P=P->Next;}return P;
}void insert(ElementType X, List L, Position P);
{Position TempCell;TempCell=malloc(sizeof(struct Node));  //定义一个Node结构体指针，指针名为TempCell,指向一个Node结构体，并为这个结构体分配了Node大小的内存空间if(TempCell == Null)FatalError("out of space!");TempCell->Element = X;TempCell->Next = P->Next;P->Next = TempCell;    //P后插
}

如何而知是否要用malloc获取一个新单元？---声明指向一个结构的指针并不会创建该结构，而只给出足够的空间容纳结构可能会使用的地址。创建尚未被声明过的记录的唯一方法是用malloc库函数。malloc是系统创建一个新的结构并返回指向该结构的指针。但如果仅仅想用一个指针变量沿着一个表进行，那么没必要创建新的结构，此时不宜使用malloc。

当空间不再需要，可以用free命令收回。free(P)时，P指向的地址没变，但该地址处数据被清空。

在用完一个链表，为了释放储存空间我们去删除它时，一种错误的思路是

void DeleteList(List L)
{Position P;P=L->Next;L->Next=NULL;while(P!=NULL){free(P);P=P->Next;}
}

因为一旦free(P)释放了这个单元，就不再能引用它， P=P->Next也就无法实现.正确方法应如下：

void DeleteList(List L)
{Position P，Tmp;P=L->Next;L->Next=NULL;while(P!=NULL){Tmp=P->Next;free(P);p=Tmp;}
}

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