链表的游标(cursor)实现
诸如BASIC和FORTRAN等许多语言都不支持指针。如果需要链表而又不能使用指针,这时我们可以使用游标(cursor)实现法来实现链表。
在链表的实现中有两个重要的特点:
数据存储在一组结构体中。每一个结构体包含有数据以及指向下一个结构体的指针。
一个新的结构体可以通过调用malloc而从系统全局内存(global memory)得到,并可以通过free而被释放。
游标法必须能够模仿实现这两条特性:
定义一个全局的结构体数组(模拟系统全局内存)。对于数组中的任何单元,其数组下标可以用来代表一个地址。
typedef int ptr_to_node; typedef ptr_to_node list; typedef ptr_to_node position;struct node {element_type element;position next; };struct node cursor_space[spacesize];
在这个全局的结构体数组中,保留一个表freelist作为备用单链表,用来malloc或free游标可用空间,该表用0作为表头。刚开始时,freelist就是整个结构体数组。
需要理解的是:所有的链表,包括备用表和已用表,全部都在我们定义的全局结构体数组中,只是它们的表头不同,从不同的表头出发形成了不同的单链表。
假设我们定义了一个大小为11的游标空间,其初始化状态如下:
Slot | Element | Next |
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 |
注:对于Next, 0的值等价于NULL指针。
上面的状态用链表形式表示为:cursor_space[0]—>cursor_space[1]—>cursor_space[2]—>cursor_space[3]—>cursor_space[4]—>cursor_space[5]—>cursor_space[6]—>cursor_space[7]—>cursor_space[8]—>cursor_space[9]—>cursor_space[10]—>NULL.
为执行malloc功能,将(在表头后面的)第一个元素从freelist中删除。为了执行free功能,我们将该单元放在freelist的前端。
malloc和free的游标实现如下:
static position cursor_alloc(void) {position p;p = cursor_space[0].next;cursor_space[0].next = cursor_space[p].next;return p; }static void cursor_free(position p) {cursor_space[p].next = cursor_space[0].next;cursor_space[0].next = p; }
为加深理解,请参考如下实例:
Slot | Element | Next |
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 |
- b f header - header - c d e a |
6 9 0 7 0 10 4 8 2 0 1 |
如果单链表L的值是5,M的值是3,我们又规定了freelist表头为0,因此,从上表中我们可以得到三个链表:
freelist:cursor_space[0]—>cursor_space[6]—>cursor_space[4]—>NULL
L:header—>a—>b—>e—>NULL
M:header—>c—>d—>f—>NULL
freelist是分配L、M链表后还剩余的可分配空间。
游标实现
/* return ture if L is empty */ int isempty(list L) {return cursor_space[L].next = 0; }
/* return true if P is the last position in list L */int islast(position p, list L) {return cursor_space[P].next == 0; }
/* return position of X in L; 0 if not found */ /* uses a header node */position find(element_type X, list L) {position p;p = cursor_space[L].next;while(p && cursor_space[p].element != X)p = cursor_space[p].next;return p; }
/* delete first occurence of X from a list */ /* assume use of a header node */void delete(element_type X, list L) {position p, tmpcell;p = find_previous(X, L);if(!islast(p, L)){tmpcell = cursor_space[p].next;cursor_space[p].next = cursor_space[tmpcell].next;cursor_free(tmpcell);} }
/* insert (after legal position P) */void insert(element_type X, list L, position P) {position tmpcell;tmpcell = cursor_alloc();if(tmpcell == 0)fatal_error("out of sapce!!!");cursor_space[tmpcell].element = X;cursor_space[tmpcell].next = cursor_space[P].next;cursor_space[P].next = tmpcell; }
转载于:https://www.cnblogs.com/nufangrensheng/p/3594844.html
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