第二章链表.ppt
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1,特点:
1)用一组地址任意的存储单元存放线性表中的数据元素。
以“结点的序列”表示线性表。
2.3链表线性表的链式存储结构用链式存储结构存储的线性表,用结点表示数据元素元素+指针=结点数据域:
元素本身信息指针域:
指示直接后继(直接前驱)的存储位置,通过指针体现数据之间的次序关系。
2,2.3.1单链表,1、单链表定义,图2.4单链表的结点结构,数据域,指针域,定义:
结点中只含一个指针域的链表称作单链表。
例如:
已知线性表(A,B,C,D,E,F,G,H)的单链表存储结构如图2.5所示,它的逻辑状态可以用图2.6描述。
3,图2.5单链表的示例图,图2.6单链表的逻辑状态,4,以线性表中第一个数据元素的存储地址作为线性表的地址,称作线性表的头指针。
头结点,头指针,头指针,有时为了操作方便,在第一个结点之前虚加一个“头结点”,以指向头结点的指针为链表的头指针。
空指针,线性表为空表时,头结点的指针域为空,5,头结点:
在单链表第一个结点前附设一个结点叫,头结点,图2.7带头结点的单链表示意图,头指针:
指向链表中第一个结点的指针。
头结点:
在链表的首元结点之前附设的一个结点。
头结点的数据域空闲或者存放附加信息(例如表长)。
整个链表通过头指针唯一标识。
数据元素的存取需从头指针开始进行,依次顺着每个结点的指针域找到线性表的各个元素。
因此链表是非随机存取的存储结构,只能实现元素顺序存取。
特点2)链表是一种顺序存取的结构,6,单链表的类型定义:
typedefintElemType;typedefstructnode/*结点类型定义*/ElemTypedata;structnode*next;slink;,图2.8单链表的结点结构,数据域,指针域,7,
(一)相关知识(a)指针的概念,19EB,3,i_pointer,i,地址(i的指针),指针变量,19EB,*i_pointer,2.单链表上的基本运算,8,(b)指针变量的定义inti;int*i_pointer;i_pointer=,若:
i=3;则:
*i_pointer=3;,inti;int*i_pointer;*i_pointer=,若:
i=3;则:
*i_pointer=3;,*i_pointer相当于*(*i_pointer),9,(c)动态存储和释放空间的函数,单链表中的每一个结点都是动态建立的,在增加结点之前要为结点分配存储空间,删除接点之后要释放存储空间。
10,求字节函数sizeof(类型名);,求字节运算符,malloc(sizeof(NODE);,typedefcharelemtype;typedefstructnodeelemtypedata;structnode*next;NODE;,11,强制类型转换malloc()函数返回的是指向字符型数据的指针。
typedefcharelemtype;typedefstructnodeelemtypedata;structnode*next;NODE;,NODE*p;p=malloc(sizeof(NODE);,p=(NODE*)malloc(sizeof(NODE);,12,(d)运算函数和操作,p=(NODE*)malloc(sizeof(NODE),申请一个结点空间,p存放此空间的地址,Free(p),释放p指向结点的空间,P=q,P指向q所指空间,P=q-next,p=p-next,13,(*p).next=p-next当指针p指向一个结构体变量时:
*p,数据域,指针域,*p.data,node,node.data,p-data,*p.next,node.next,p-next,14,指针后移操作p=p-next,1475,指向指针的指针NODE*h;,*h,1000,15,初始化操作功能:
创建一个带头结点的空链表L,typedefintElemType;typedefstructnodeElemTypedata;structnode*next;slink,*Linklist;,slink*initlist()/*创建一个带头结点的空链表L*/slink*L;L=(slink*)malloc(sizeof(slink);if(L=NULL)printf(“OVERFLOW!
”);exit
(1);L-next=NULL;returnL;,
(二)相关运算,16,建立单链表,所谓建立链表是指从无到有地建立一个链表,即将线性表的数据元素一一输入,不断产生各结点并建立起前后相链的关系。
根据原始数据输入的顺序不同,算法细节也有所不同,一种是按照原始数据的先后顺序一一输入,新结点在表尾插入,称作尾插法;另一种是按照原始数据的倒序输入,新结点在头结点后第一个数据元素结点前插入,称作头插法。
17,方法一:
尾插法建表,即将新申请的结点插入到链表的尾部,图2.9尾插法建表图示,r始终指向单链表的表尾,L=initlist();r=L;,18,开始,N,Y,尾接法创建单链表流程图,19,slink*CreateFromTail()/*从键盘接收整数,数据以-9999结束,尾插法建立带头结点的单链表L*/,while(x!
=-9999)scanf(“%d”,时间性能分析:
O(n),slink*L,*r,*s;ElemTypex;/*初始化为空表*/L=initlist();,r=L;/*r指针始终动态指向链表的当前表尾,其初值指向头结点*/,/*读入一个元素*/scanf(“%d”,/*申请新结点s并赋值*/s=(slink*)malloc(sizeof(slink);s-data=x;,/*新结点链接到表尾*/r-next=s;/*更新表尾指针*/r=s;,r-next=NULL;/*将最后一个结点的next链域置为空,表示链表的结束*/returnL;,20,图2.10头插法建立单链表图示,方法二:
头插法,即将新申请的结点插入到链表的头部,成为元首结点,执行的语句组为:
s-nextL-next;L-nexts;,L=initlist();,21,开始,N,Y,头接法创建单链表流程图,22,slink*CreateFromHead()/*从键盘接收整数,数据以-9999结束,头插法建立带头结点的单链表L*/,slink*L,*s;ElemTypex;L=initlist();/*链表L初始化*/,scanf(“%d”,/*读入第一个数据*/*依次插入数据到表头*/,while(x!
=-9999),s=(slink*)malloc(sizeof(slink);/*为读入的数据分配存储空间*/s-data=x;,s-next=L-next;L-next=s;,scanf(“%d”,returnL;,23,
(2)求表长操作,算法描述:
可以采用“数”结点的方法来求出单链表的长度,用指针p依次指向各个结点,从第一个元素开始“数”,一直“数”到最后一个结点。
intgetlen(slink*L)/*本算法用来求带头结点单链表L长度*/slink*p;inti=0;/*用来存放单链表的长度*/,时间复杂度O(n),1,2,n,=NULL,p=L-next;while(p!
=NULL),i+;p=p-next;,returni;,24,(3)取元素操作,取得单链表L的第i个元素的值,并通过参数e带回。
j,1,2,3,例:
分别取出表中i=3和i=15的元素,算法描述:
从链表第一个元素结点开始顺着链域逐个向后扫描,当ji并且p非空时,p后移,j+;当j=i时,指针p所指的结点就是要找的第i个结点,取得其值并返回1,若p=NULL,未找到返回0。
1,i=3,i=15,6,7,j-计数器(初值为1),累计当前扫描过的结点数p-始终指向第j个数据元素,25,intgetelem(slink*L,inti,ElemType*e)/*在带头结点的单链表L中查找第i个结点,若找到(1in),则将该结点的元素值带回,返回1,否则返回0*/,时间复杂度O(n),intj;slink*p;if(i1)return0;,=L-next;j=1;/*从第一个元素结点开始扫描*/,while(p!
=NULL&ji),p=p-next;/*扫描下一结点*/j+;/*已扫描结点计数*/,if(!
p)return0;,*e=p-data;return1;/*找到了第i个结点*/,26,(4)定位操作,查找元素x在单链表L中第1次出现的位置。
找到,则返回结点的位序,否则返回0。
算法思想:
从单链表的第1个结点出发,顺着链逐个将当前结点的值和给定值x作比较。
i,1,x=30,2,3,找到,返回i,x=51,1,6,7,未找到,返回0,27,intlocate(slink*L,ElemTypex)/*查找元素x在单链表L中第1次出现的位置。
找到,则返回结点的位序,否则返回0。
*/,时间复杂度:
O(n),a.返回位序,slink*p;inti;p=L-next;/*从表中第一个结点比较*/i=1;,while(p!
=NULL&p-data!
=x),p=p-next;i+;,if(p!
=NULL)returni;/*找到*/return0;/*未找到*/,28,b.返回前驱,voidLocate(LinklistL,elemtypex,Linklist*pprior,Linklist*pself)prior=L,self=L-next;while(self,相当于slink*L,29,c.无序表在给定的链表L中在值x之前插入值为y的元素,若x不存在,则插入尾部,voidinserty(LinklistL,elemtypex,elemtypey)Locate(L,x,30,d.在有序链表中定位值为x的元素的插入位置.,voidlocatex(LinklistL,elemtypex,Linklist*PPrior)p=L;while(p-next,31,e.在升序的链表中插入值为x的元素,voidinsertx(LinklistL,elemtypex)Locatex(L,x,32,(5)插入操作在第i个结点前插入元素x。
图2.11在单链表第i个结点前插入一个结点的过程,33,开始,N,Y,单链表插入算法流程图:
申请到新结点,Y,N,N,Y,34,intinsert(slink*L,inti,ElemTypex)/*在带头结点的单链表L中第i个位置插入值为x的新结点,成功返回1,失败返回0*/slink*p,*s;intj;p=L;j=0;/*找到第i-1个数据元素的存储位置,使指针p指向它*/while(p!
=NULL,35,/*修改指针,完成插入操作*/q-next=p-next;p-next=q;return1;/*插入成功,返回1*/,性能分析:
时间主要花费在查找结点上时间复杂度O(n)。
36,(6)删除操作,图2.12单链表的删除过程,(a)寻找第i-1个结点令p指向它,删除带头结点单链表中第i个结点。
(b)删除并释放第i个结点,37,开始,N,Y,单链表删除算法流程图,找到要删除的元素否?
Y,N,38,intdelete(slink*L,inti,ElemType*e)/*在带头结点的单链表L中删除第i个元素,成功返回1并通过参数e带回已删结点的值,失败返回0*/slink*p,*q;intj;p=L;j=0;/*寻找被删除结点i的前驱结点i-1使p指向它*/while(p-next!
=NULL,39,q=p-next;/*q指向第i个结点*/p-next=q-next;/*删除结点q*/*e=q-data;free(q);/*释放被删除的结点所占的内存空间*/return1;,性能分析:
时间主要花费在查找结点上,时间复杂度是O(n)。
40,(7)输出操作,voidprint
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