【数据结构】线性表常用操作（C++）

线性表

顺序表示

定义：

#define MAXSIZE 100 //最大长度
typedef struct
{
    ElemType * elem; //指向线性表的基地址
    int length; //线性表当前长度
}SqList;

相关函数：

C语言：<stdlib.h>

malloc(m)

开辟 m 字节长度的地址空间，并返回这段空间的首地址。

sizeof(x)

计算变量 x 的长度。

free(p)

释放指针 p 所指变量的存储空间，即彻底删除一个变量。

C++：new

int *p1 = new int;
//或者
int *p1 = new int(10);

//删除
delete p1;

初始化线性表

参数用引用

Status InitList_Sq(SqList &L) //构造一个空的顺序表L
{
    L.elem = new ElemType[MAXSIZE]; //为顺序表分配空间
    if(! L.elem)
    {
        exit(OVERFLOW); //存储分配失败
    }
    L.length = 0;
    return OK;
}

参数用指针

Status InitList_Sq(SqList *L) //构造一个空的顺序表L
{
    L -> elem = new ElemType[MAXSIZE]; //为顺序表分配空间
    if( ! L -> elem)
    {
        exit(OVERFLOW); //存储空间分配失败
    }
    L -> length = 0;
    return OK;
}

销毁线性表L

void DestroyList(SqList &L)
{
    if(L.elem)
    {
        delete[] L.elem; //释放存储空间
    }
}

清空线性表L

void ClearList(SqList &L)
{
    L.length = 0; //将线性表的长度置为 0
}

判断线性表L的长度

int GetLength(SqList L)
{
    return (L.length);
}

判断线性表L是否为空

int IsEmpty(SqList L)
{
    if(L.length == 0)
    {
        return 1;
    }
    else
    {
        return 0;
    }
}

取值（根据位置 i 获取相应位置数据元素的内容）

//获取线性表L中的某个数据元素的内容
int GetElem(SqList L,int i,ElemType &e)
{
    if(i < 1 || i > length)
    {
        return ERROR;
    }
    //判断 i 值是否合理，若不合理，返回ERROR
    e = L.elem[i-1]; //第 i-1 的单眼存储着第 i 个数据
    return OK;
}

查找（根据指定数据获取数据所在的位置）

//在线性表 L 中查找值为 e 的数据元素
int LocateElem(SqList L,ElemType e)
{
    for( i = 0; i < L.length; i++)
    {
        if(L.elem[i] == e)
        {
            return i+1;
        }
    }
    return 0;
}

在线性表L中第i个元素之前插入数据元素e

Status ListInsert_Sq(SqList &L, int i, ElemType e)
{
    int j;
    if(i<1 || i > L.length+1)
    {
        return RERROR; // i 值不合法
    }
    if(L.length == MAXSIZE)
    {
        return ERROR; //当前存储空间已满。
    }
    for( j=L.length-1; j >= i-1; j--)
    {
        L.elem[j+1] = L.elem[j]; //插入位置及之后的元素后移
        L.elem[i-1] = e; //将新元素 e 放入第 i 个位置
        ++L.length; //表长增1
        return OK;
    }
}

将线性表 L 中第 i 个元素删除

Status ListDelete_Sq(SqList &L, int i)
{
    if( (i<1) || (i > L.length) )
    {
        return ERROR;  // i 值不合法
    }
    for( j=i; j <= L.length-1; j++ )
    {
        L.elem[j-1] = L.elem[j]; //被删除元素之后的元素前移
    }
    --L.length; //表长减 1
    return OK;
}

链式表示

存储结构定义

typedef struct Lnode
{
    ElemType data; //数据域
    struct LNode *next; //指针域
} LNode,*LinkList;
//*LinkList 为 Lnode 类型的指针

初始化

Struct InitList_L(LinkList &L)
{
    L = new LNode;
    L -> next = NULL;
    return OK;
}

销毁

Status DestroyList_L(LinkList &L)
{
    LinkList p;
    while(L)
    {
        p = L;  
        L = L -> next;
        delete p;  
    }
     return OK;
}

清空

Status ClearList(LinkList & L)
{
  // 将L重置为空表 
   LinkList p,q;
   p = L-> next;   //p指向第一个结点
   while(p)       //没到表尾 
   {
       q = p -> next;
       delete p;
       p = q;
   }
   L -> next = NULL;   //头结点指针域为空 
   return OK;
}

求表长

//返回L中数据元素个数
int  ListLength_L(LinkList L)
{ 
    LinkList p;
    p = L -> next;  //p指向第一个结点
    i=0;    
    //遍历单链表,统计结点数
    while(p)
    {
        i++;
        p=p->next;
    }
    return i;                             
 }

判断表是否为空

int ListEmpty(LinkList L)
{ 
    //若L为空表，则返回1，否则返回0 
   if(L->next)
   {
       //非空 
       return 0;
   }
   else
   {
       return 1;
   }
}

取值（根据位置i获取相应位置数据元素的内容）

//获取线性表L中的某个数据元素的内容
Status GetElem_L(LinkList L,int i,ElemType &e)
{ 
    p = L -> next;
    j = 1; //初始化
    while( p && j < i )
    {
        //向后扫描，直到p指向第i个元素或p为空 
        p = p -> next;
        ++j; 
    } 
    if(!p || j>i)
    {
        //第i个元素不存在 
        return ERROR;
    }
    e = p -> data; //取第i个元素 
    return OK; 
}//GetElem_L 

在线性表L中查找值为e的数据元素

LNode *LocateELem_L (LinkList L,Elemtype e) 
{
    //返回L中值为e的数据元素的地址，查找失败返回NULL
    p =L->next;
    while( p && p->data != e)
    {
        p=p->next;
    }        		
    return p; 	
} 

int LocateELem_L (LinkList L,Elemtype e) 
{
    //返回L中值为e的数据元素的位置序号，查找失败返回0 
    p = L->next;
    j = 1;
  	while(p && p->data != e)
    {
        p = p->next;
        j++;
    }        		
    if(p)
    {
        return j; 
    }
    else
    {
        return 0;
    }
} 

在 L 中第 i 个元素之前插入数据元素e

Status ListInsert_L(LinkList &L,int i,ElemType e){ 
    p=L;
    j=0; 
    //寻找第i−1个结点 
    while( p && j < i−1 )
    {
        p = p->next;
        ++j;
    }
    //i大于表长 + 1或者小于1  
    if(!p||j>i−1)
    {
        return ERROR;	
    }
    s = new LNode; //生成新结点s 
    s->data = e; //将结点s的数据域置为e 
    s->next = p->next; //将结点s插入L中 
    p->next = s; 
    return OK; 
}//ListInsert_L 

将线性表L中第i个数据元素删除

 Status ListDelete_L(LinkList &L,int i,ElemType &e){
    p=L;j=0; 
    while(p->next &&j<i-1){                  //寻找第i个结点，并令p指向其前驱 
        p=p->next; ++j; 
    } 
    if(!(p->next)||j>i-1) return ERROR; //删除位置不合理 
    q=p->next;                                        //临时保存被删结点的地址以备释放 
    p->next=q->next; 	                  //改变删除结点前驱结点的指针域 
    e=q->data; 	                                //保存删除结点的数据域 
    delete q; 	                                //释放删除结点的空间 
 return OK; 
}//ListDelete_L 

单链表的建立（前插法）

void CreateList_F(LinkList &L,int n){ 
     L=new LNode; 
      L->next=NULL; //先建立一个带头结点的单链表 
      for(i=n;i>0;--i){ 
        p=new LNode; //生成新结点 
        cin>>p->data; //输入元素值 
        p->next=L->next;L->next=p; 	//插入到表头 
     } 
}//CreateList_F 

单链表的建立（尾插法）

void CreateList_L(LinkList &L,int n){ 
      //正位序输入n个元素的值，建立带表头结点的单链表L 
      L=new LNode; 
      L->next=NULL; 	
      r=L; 	                                //尾指针r指向头结点 
      for(i=0;i<n;++i){ 
        p=new LNode;	　	       //生成新结点 
        cin>>p->data;   		       //输入元素值 
        p->next=NULL; r->next=p;       //插入到表尾 
        r=p; 	                                  //r指向新的尾结点 
      } 
}//CreateList_L 

循环链表的合并

//假设 Ta、Tb 都是非空的单循环链表
LinkList Connect(LinkList Ta,LinkList Tb)
{
    p = Ta -> next; // p 存表头结点
    Ta->next = Tb->next->next; // Tb 表头连结 Ta 表尾
    delete Tb->next; //释放 Tb 表头结点
    Tb->next = p; //修改指针
    return Tb;
}

双向链表

typedef struct DuLNode{
    ElemType   data;              
    struct DuLNode  *prior;  
    struct DuLNode  *next;  
}DuLNode, *DuLinkList

双向链表的插入

Status ListInsert_DuL(DuLinkList &L,int i,ElemType e){
   if(!(p=GetElemP_DuL(L,i))) return ERROR;
    s=new DuLNode; 
   s->data=e;
   s->prior=p->prior;  
   p->prior->next=s;
   s->next=p;  
   p->prior=s;
   return OK;
}

双向链表的删除

Status ListDelete_DuL(DuLinkList &L,int i,ElemType &e)
{
   if(!(p=GetElemP_DuL(L,i)))     return ERROR;
   e=p->data;
   p->prior->next=p->next;
   p->next->prior=p->prior;
   delete p; 
   return OK;
}

线性表的合并

void union(List &La, List Lb){
  La_len=ListLength(La);
  Lb_len=ListLength(Lb); 
  for(i=1;i<=Lb_len;i++){
      GetElem(Lb,i,e);
      if(!LocateElem(La,e)) 
           ListInsert(&La,++La_len,e);                     
  }
}
// O(ListLength(LB) x ListLength(LB))

有序的顺序表合并

void MergeList_Sq(SqList LA,SqList LB,SqList &LC){ 
     pa=LA.elem;  pb=LB.elem;     //指针pa和pb的初值分别指向两个表的第一个元素 
     LC.length=LA.length+LB.length;      	//新表长度为待合并两表的长度之和 
     LC.elem=new ElemType[LC.length];    	//为合并后的新表分配一个数组空间 
     pc=LC.elem;                         		//指针pc指向新表的第一个元素 
     pa_last=LA.elem+LA.length-1; 	//指针pa_last指向LA表的最后一个元素 
     pb_last=LB.elem+LB.length-1; 	//指针pb_last指向LB表的最后一个元素 
     while(pa<=pa_last && pb<=pb_last){  	//两个表都非空 
      if(*pa<=*pb) *pc++=*pa++;        	//依次“摘取”两表中值较小的结点      
      else *pc++=*pb++;      } pa++;             //LB表已到达表尾
     while(pb<=pb_last)  *pc+
     while(pa<=pa_last)  *pc++=*+=*pb++;          //LA表已到达表尾 
}//MergeList_Sq 

//T(n)= O(ListLength(LB) + ListLength(LB))
//S(n)= O(n)

有序的链表合并

void MergeList_L(LinkList &La,LinkList &Lb,LinkList &Lc){
   pa=La->next;  pb=Lb->next;
   pc=Lc=La;                    //用La的头结点作为Lc的头结点 
   while(pa && pb){
      if(pa->data<=pb->data){ pc->next=pa;pc=pa;pa=pa->next;}
      else{pc->next=pb; pc=pb; pb=pb->next;}
   pc->next=pa?pa:pb;      //插入剩余段  
   delete Lb;                     //释放Lb的头结点}  
   }
}