线性表
线性表：零个或多个数据元素的有限序列，有直接前驱，有直接后继。
线性表的抽象数据类型：
| ADT 线性表（List） Data 线性表的数据对象集合为{ a1, a2, … , an }，每个元素的类型均为DataType。其中，除第一个元素a1外，每一个元素有且仅有一个直接前驱元素；除了最后一个元素an外，每一个元素有且只有一个直接后继元素。 数据之间的关系是一对一的关系。 Operation InitList(*L) 初始化操作，建立一个空的线性表 IsListEmpty(L) 判断线性表是否为空，若为空，返回true，否则false ClearList(*L) 清空线性表 GetElem(L, i, *e) 将线性表L中的第i个位置的元素返回给e LocateElem(L, e) 在线性表L中查找与给定值e相等的元素，如果查找成 功，返回该元素在表中序号表示成功；否则，返回0表 示失败。 ListInsert(*L, i, e) 在线性表L中的第i个位置插入新元素e ListDelete(*L, i, *e) 删除线性表L中第i个位置元素，并用e返回其值 ListLength(L) 返回线性表L的长度，即元素个数. |
用C语言实现的，源代码如下。
住：在Visual C++ 6.0 下和 Visual Studio 2010中测试通过。
#include "stdio.h" #include "stdlib.h" #include "time.h" /* 定义 */ #define OK 1 #define ERROR 0 #define TRUE 1 #define FALSE 0 /* 别名定义 */ typedef int Status; typedef int ElemType; /* 单链表存储结构 */ typedef struct Node { ElemType data; /* 数据域 */ struct Node *next; /* 指针域 */ }Node; typedef struct Node *LinkList; /* 定义LinkList */ /* 单链表初始化 */ Status InitList(LinkList *L) { *L = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); /* 产生头结点，并使L指向次头结点 */ if (!(*L)) /* 存储分配失败 */ { return ERROR; } (*L)->next=NULL; /* 指针域为空 */ return OK; } /* 初始条件：单链表已存在。操作结果：返回L中数据元素个数 */ int ListLength(LinkList L) { int i = 0; LinkList p = L->next; /* p指向第一个结点 */ while (p) { i++; p=p->next; } return i; } /* 初始条件：单链表L已存在， 1<= i <= ListLength(L) */ /* 操作结果：在L中第i个位置之前插入新的数据元素e，L的长度加1 */ Status ListInsert(LinkList *L, int i, ElemType e) { int j; LinkList p, s; p = *L; j = 1; while (p && j < i) /* 寻找第i个结点 */ { p = p->next; ++j; } if (!p || j > i) /* 第i个元素不存在 */ { return ERROR; } s = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); /* 生成新结点(C语言标准函数) */ s->data=e; s->next=p->next; /* 将p的后继结点赋值给s的后继结点 */ p->next=s; /* 将s赋值给p的后继结点 */ return OK; } /* 遍历链表时显示函数 */ Status visit(ElemType c) { printf("%d",c); return OK; } /* 初始条件：单链表L已存在 */ /* 操作结果：依次对L的每个数据元素输出 */ Status ListTraverse(LinkList L) { LinkList p = L->next; while (p) { visit(p->data); printf("\t"); p=p->next; } printf("\n"); return OK; } /* 初始条件：单链表L已存在 */ /* 操作结果：若L为空表，则返回TRUE,否则返回FALSE */ Status ListEmpty(LinkList L) { if (L->next) { return FALSE; } else { return TRUE; } } /* 初始条件：单链表L已存在 */ /* 操作结果：将L重置为空表 */ Status ClearList(LinkList *L) { LinkList p, q; p = (*L)->next; /* p指向第一个结点 */ while (p) /* 没到表尾 */ { q = p->next; free(p); p = q; } (*L)->next = NULL; /* 头结点指针域置为空 */ return OK; } /* 初始条件：单链表已存在，且1 <= i <= ListLength */ /* 操作结果：用e返回第i个数据元素的值 */ Status GetElem(LinkList L,int i, ElemType *e) { int j; LinkList p; /* 声明一结点p */ p = L->next; /* 让p指向链表L的第一个结点 */ j = 1; /* j为计数器 */ while (p && j < i) /* p不为空，或者计数器j还没有等于i时，循环继续 */ { p = p->next; /* 让p指向下一个结点 */ j++; } if (!p || j > i) /* 第i个元素不存在 */ { return ERROR; } *e = p->data; /* 取第i个元素的数据 */ return OK; } /* 初始条件：单链表L已存在 */ /* 操作结果：返回L中第1个与与e满足关系的元素的下标；若没找到，则返回0 */ int LocateElem(LinkList L, ElemType e) { int i = 0; LinkList p = L->next; while (p) { i++; if (p->data == e) /* 找到了该数据元素 */ { return i; } p = p->next; } return 0; } /* 初始条件：单链表已存在，且1 <= i <= ListLength */ /* 操作结果：删除L中的第i个数据元素，并且用e返回其值，L的长度减1 */ Status ListDelete(LinkList *L, int i, ElemType *e) { int j; LinkList p, q; p = *L; j = 1; while (p->next && j < i) /* 遍历寻找第i个元素 */ { p = p->next; j++; } if (!(p->next) || j > i) { return ERROR; /* 第i个元素不存在 */ } q = p->next; p->next = q->next; /* 标准删除语句，把q的后继结点赋值给p的后继结点 */ *e = q->data; /* 将q结点中的数据返回给e */ free(q); return OK; } /* 头插法：随机产生n个元素的值，建立带头结点的单链线性表. */ void CreateListHead(LinkList *L, int n) { LinkList p; int i; srand(time(0)); /* 初始化随机数种子 */ *L = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); (*L)->next=NULL; /* 首先创建一个带头结点的单链表 */ for (i = 0; i < n; i++) { p = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); /* 生成新结点 */ p->data=rand()%100 + 1; /* 随机生成100以内的数字 */ p->next = (*L)->next; (*L)->next = p; /* 插入到表头 */ } } /* 尾插法：随机产生n个元素的值，建立带表头结点的单线性链表. */ void CreateListTail(LinkList *L, int n) { LinkList p, r; int i; srand(time(0)); /* 初始化随机数种子 */ *L = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); /* L为整个线性表 */ r = *L; /* r为指向尾部的结点 */ for (i = 0; i < n; i++) { p = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); /* 生成新结点 */ p->data=rand() % 100 + 1; /* 随机生成100以内的数字 */ r->next = p; /* 将表尾终端结点的指针指向新结点 */ r = p; /* 将当前新结点定义为表尾终端结点 */ } r->next = NULL; /* 表示当前链表结束 */ } /* 测试方法，主函数 */ int main() { LinkList L; ElemType e; Status i; int j, k; i = InitList(&L); printf("初始化L后：ListLength = %d\n",ListLength(L)); for (j = 1; j <= 5; j++) { i = ListInsert(&L,1,j); } printf("在L的表头依次插入1~5后：L->data = "); ListTraverse(L); printf("ListLength(L) = %d \n",ListLength(L)); i = ListEmpty(L); printf("L是否为空 (1:是 0:否)：i = %d \n",i); i = ClearList(&L); printf("清空L后：ListLength(L) = %d \n",ListLength(L)); i = ListEmpty(L); printf("L是否为空 (1:是 0:否)：i = %d \n",i); for (j = 1; j <= 10; j++) { i = ListInsert(&L,j,j); } printf("在L的表头依次插入1~5后：L->data = "); ListTraverse(L); printf("ListLength(L) = %d \n",ListLength(L)); ListInsert(&L,1,0); printf("在L的表头插入0后：L->data = "); ListTraverse(L); printf("ListLength(L) = %d \n",ListLength(L)); GetElem(L,5,&e); printf("第5个元素的值为：%d \n",e); for (j = 3; j <= 4; j++) { k = LocateElem(L,j); if (k) { printf("第%d个元素的值为：%d \n",k,j); } else { printf("没有值为%d的元素. \n",j); } } printf("ListLength(L) = %d \n",ListLength(L)); k = ListLength(L); /* K为表长 = 11 */ for (j = k + 1; j >= k; j--) { i = ListDelete(&L,j,&e); /* 删除第j个数据元素 */ if (i == 0) { printf("删除第%d个数据元素失败. \n"); } else { printf("删除第%d个元素的值为：%d \n",j,e); } } printf("依次输出L中的元素："); ListTraverse(L); printf("ListLength(L) = %d \n",ListLength(L)); j = 5; ListDelete(&L,j,&e); /* 删除第5个数据元素 */ printf("删除第%d个元素的值为：%d \n",j,e); printf("依次输出L中的元素："); ListTraverse(L); printf("ListLength(L) = %d \n",ListLength(L)); i = ClearList(&L); printf("L是否为空 (1:是 0:否)：i = %d \n",i); printf("清空L后：ListLength(L) = %d \n",ListLength(L)); /* 清空了. */ CreateListHead(&L,20); printf("整体创建L的元素(头插法): "); ListTraverse(L); i = ClearList(&L); printf("L是否为空 (1:是 0:否)：i = %d \n",i); printf("清空L后：ListLength(L) = %d \n",ListLength(L)); /* 清空了. */ CreateListTail(&L,20); printf("整体创建L的元素(尾插法): "); ListTraverse(L); system("pause"); return 0; } #include "stdio.h"#include "stdlib.h"#include "time.h"/* 定义 */#define OK 1#define ERROR 0#define TRUE 1#define FALSE 0/* 别名定义 */typedef int Status;typedef int ElemType;/* 单链表存储结构 */typedef struct Node{ ElemType data; /* 数据域 */ struct Node *next; /* 指针域 */}Node;typedef struct Node *LinkList; /* 定义LinkList *//* 单链表初始化 */Status InitList(LinkList *L){ *L = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); /* 产生头结点，并使L指向次头结点 */ if (!(*L)) /* 存储分配失败 */ { return ERROR; } (*L)->next=NULL; /* 指针域为空 */ return OK;}/* 初始条件：单链表已存在。操作结果：返回L中数据元素个数 */int ListLength(LinkList L){ int i = 0; LinkList p = L->next; /* p指向第一个结点 */ while (p) { i++; p=p->next; } return i;}/* 初始条件：单链表L已存在， 1<= i <= ListLength(L) *//* 操作结果：在L中第i个位置之前插入新的数据元素e，L的长度加1 */Status ListInsert(LinkList *L, int i, ElemType e){ int j; LinkList p, s; p = *L; j = 1; while (p && j < i) /* 寻找第i个结点 */ { p = p->next; ++j; } if (!p || j > i) /* 第i个元素不存在 */ { return ERROR; } s = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); /* 生成新结点(C语言标准函数) */ s->data=e; s->next=p->next; /* 将p的后继结点赋值给s的后继结点 */ p->next=s; /* 将s赋值给p的后继结点 */ return OK;}/* 遍历链表时显示函数 */Status visit(ElemType c){ printf("%d",c); return OK;}/* 初始条件：单链表L已存在 *//* 操作结果：依次对L的每个数据元素输出 */Status ListTraverse(LinkList L){ LinkList p = L->next; while (p) { visit(p->data); printf("\t"); p=p->next; } printf("\n"); return OK;}/* 初始条件：单链表L已存在 *//* 操作结果：若L为空表，则返回TRUE,否则返回FALSE */Status ListEmpty(LinkList L){ if (L->next) { return FALSE; } else { return TRUE; }}/* 初始条件：单链表L已存在 *//* 操作结果：将L重置为空表 */Status ClearList(LinkList *L){ LinkList p, q; p = (*L)->next; /* p指向第一个结点 */ while (p) /* 没到表尾 */ { q = p->next; free(p); p = q; } (*L)->next = NULL; /* 头结点指针域置为空 */ return OK;}/* 初始条件：单链表已存在，且1 <= i <= ListLength *//* 操作结果：用e返回第i个数据元素的值 */Status GetElem(LinkList L,int i, ElemType *e){ int j; LinkList p; /* 声明一结点p */ p = L->next; /* 让p指向链表L的第一个结点 */ j = 1; /* j为计数器 */ while (p && j < i) /* p不为空，或者计数器j还没有等于i时，循环继续 */ { p = p->next; /* 让p指向下一个结点 */ j++; } if (!p || j > i) /* 第i个元素不存在 */ { return ERROR; } *e = p->data; /* 取第i个元素的数据 */ return OK;}/* 初始条件：单链表L已存在 *//* 操作结果：返回L中第1个与与e满足关系的元素的下标；若没找到，则返回0 */int LocateElem(LinkList L, ElemType e){ int i = 0; LinkList p = L->next; while (p) { i++; if (p->data == e) /* 找到了该数据元素 */ { return i; } p = p->next; } return 0;}/* 初始条件：单链表已存在，且1 <= i <= ListLength *//* 操作结果：删除L中的第i个数据元素，并且用e返回其值，L的长度减1 */Status ListDelete(LinkList *L, int i, ElemType *e){ int j; LinkList p, q; p = *L; j = 1; while (p->next && j < i) /* 遍历寻找第i个元素 */ { p = p->next; j++; } if (!(p->next) || j > i) { return ERROR; /* 第i个元素不存在 */ } q = p->next; p->next = q->next; /* 标准删除语句，把q的后继结点赋值给p的后继结点 */ *e = q->data; /* 将q结点中的数据返回给e */ free(q); return OK;}/* 头插法：随机产生n个元素的值，建立带头结点的单链线性表. */void CreateListHead(LinkList *L, int n){ LinkList p; int i; srand(time(0)); /* 初始化随机数种子 */ *L = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); (*L)->next=NULL; /* 首先创建一个带头结点的单链表 */ for (i = 0; i < n; i++) { p = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); /* 生成新结点 */ p->data=rand()%100 + 1; /* 随机生成100以内的数字 */ p->next = (*L)->next; (*L)->next = p; /* 插入到表头 */ }}/* 尾插法：随机产生n个元素的值，建立带表头结点的单线性链表. */void CreateListTail(LinkList *L, int n){ LinkList p, r; int i; srand(time(0)); /* 初始化随机数种子 */ *L = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); /* L为整个线性表 */ r = *L; /* r为指向尾部的结点 */ for (i = 0; i < n; i++) { p = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); /* 生成新结点 */ p->data=rand() % 100 + 1; /* 随机生成100以内的数字 */ r->next = p; /* 将表尾终端结点的指针指向新结点 */ r = p; /* 将当前新结点定义为表尾终端结点 */ } r->next = NULL; /* 表示当前链表结束 */}/* 测试方法，主函数 */int main(){ LinkList L; ElemType e; Status i; int j, k; i = InitList(&L); printf("初始化L后：ListLength = %d\n",ListLength(L)); for (j = 1; j <= 5; j++) { i = ListInsert(&L,1,j); } printf("在L的表头依次插入1~5后：L->data = "); ListTraverse(L); printf("ListLength(L) = %d \n",ListLength(L)); i = ListEmpty(L); printf("L是否为空 (1:是 0:否)：i = %d \n",i); i = ClearList(&L); printf("清空L后：ListLength(L) = %d \n",ListLength(L)); i = ListEmpty(L); printf("L是否为空 (1:是 0:否)：i = %d \n",i); for (j = 1; j <= 10; j++) { i = ListInsert(&L,j,j); } printf("在L的表头依次插入1~5后：L->data = "); ListTraverse(L); printf("ListLength(L) = %d \n",ListLength(L)); ListInsert(&L,1,0); printf("在L的表头插入0后：L->data = "); ListTraverse(L); printf("ListLength(L) = %d \n",ListLength(L)); GetElem(L,5,&e); printf("第5个元素的值为：%d \n",e); for (j = 3; j <= 4; j++) { k = LocateElem(L,j); if (k) { printf("第%d个元素的值为：%d \n",k,j); } else { printf("没有值为%d的元素. \n",j); } } printf("ListLength(L) = %d \n",ListLength(L)); k = ListLength(L); /* K为表长 = 11 */ for (j = k + 1; j >= k; j--) { i = ListDelete(&L,j,&e); /* 删除第j个数据元素 */ if (i == 0) { printf("删除第%d个数据元素失败. \n"); } else { printf("删除第%d个元素的值为：%d \n",j,e); } } printf("依次输出L中的元素："); ListTraverse(L); printf("ListLength(L) = %d \n",ListLength(L)); j = 5; ListDelete(&L,j,&e); /* 删除第5个数据元素 */ printf("删除第%d个元素的值为：%d \n",j,e); printf("依次输出L中的元素："); ListTraverse(L); printf("ListLength(L) = %d \n",ListLength(L)); i = ClearList(&L); printf("L是否为空 (1:是 0:否)：i = %d \n",i); printf("清空L后：ListLength(L) = %d \n",ListLength(L)); /* 清空了. */ CreateListHead(&L,20); printf("整体创建L的元素(头插法): "); ListTraverse(L); i = ClearList(&L); printf("L是否为空 (1:是 0:否)：i = %d \n",i); printf("清空L后：ListLength(L) = %d \n",ListLength(L)); /* 清空了. */ CreateListTail(&L,20); printf("整体创建L的元素(尾插法): "); ListTraverse(L); system("pause"); return 0;}
写于 2011-11-6