浅谈数据结构之线性表链式存储(二)

　　前面我们所讲的线性表的顺序存储结构，它是有优缺点，最大的缺点是插入与删除时需移动大量的元素，这显然需要耗费许多时间。这时，我们就引入线性表的链式存储结构，它的特点是：用一组任意的存储单元存储线性表的数据元素，这组存储单元可以是连续的，也可以是不连续的。这就意味着，这些数据可以存在内存中未被占用的任意位置上，即当线性表进行插入与删除时就不需要移动大量的元素了，节约了时间。

　　链式结构中，除了需要存储数据元素的信息外，还要存储它的后继元素的存储地址。我们把存储数据元素信息的域称为数据域，把存储直接后继位置的域称为指针域。这两部分信息组成数据元素的存储映像，称为“结点”；n个结点链接成一个链表，我们称之为“单链表”。注意：链表的第一个结点的存储位置叫做头指针，整个链表的存取是从头指针开始的；同时我们规定链表的最后一个结点指针为“空”(通常用“NULL”表示)。有时，为了方便对链表进行操作，在单链表的第一个结点前附设一个结点，称为“头结点”，头结点的数据域可以不用存储任何信息，指针域存储指向第一个结点的指针。对于一个单链表来说，进行一系列插入、删除、初始化、置空等操作是非常重要的。下面，我们来看看单链表是如何进行插入与删除等操作，具体操作源代码如下所示：  

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define OK 1
#define ERROR 0
#define TRUE 1
#define FALSE 0

#define MAXSIZE 100         /* 存储空间初始分配量 */

typedef int Status;         /* Status是函数的类型,其值是函数结果状态代码，如OK等 */
typedef int ElemType;       /* ElemType类型根据实际情况而定，这里假设为int */


Status visit(ElemType c)
{
    printf("%d ",c);
    return OK;
}

typedef struct Node
{
    ElemType data;
    struct Node *next;
}Node;
typedef struct Node *LinkList;          /* 定义LinkList */

/* 初始化顺序线性表 */
Status InitList(LinkList *L) 
{ 
    *L=(LinkList)malloc(sizeof(Node));  /* 产生头结点,并使L指向此头结点 */
    if(!(*L))                           /* 存储分配失败 */
            return ERROR;
    (*L)->next=NULL;                    /* 指针域为空 */

    return OK;
}

/* 初始条件：顺序线性表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;        /* 头结点指针域为空 */
    return OK;
}

/* 初始条件：顺序线性表L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：顺序线性表L已存在，1≤i≤ListLength(L) */
/* 操作结果：用e返回L中第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 ) 
        return ERROR;   /*  第i个元素不存在 */
    *e = p->data;       /*  取第i个元素的数据 */
    return OK;
}

/* 初始条件：顺序线性表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) 
        return ERROR;      /* 第i个元素不存在 */
    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  */
    p->next = s;           /* 将s赋值给p的后继 */
    return OK;
}

/* 初始条件：顺序线性表L已存在，1≤i≤ListLength(L) */
/* 操作结果：删除L的第i个数据元素，并用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;          /* 将q的后继赋值给p的后继 */
    *e = q->data;               /* 将q结点中的数据给e */
    free(q);                    /* 让系统回收此结点，释放内存 */
    return OK;
}

/* 初始条件：顺序线性表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);
        p=p->next;
    }
    printf("
");
    return OK;
}

int main()
{        
    LinkList L;
    ElemType e;
    Status i;
    int j,k;
    
    i=InitList(&L);
    printf("1.初始化L后：ListLength(L)=%d
",ListLength(L));
    
    for(j=1;j<=6;j++)
            i=ListInsert(&L,1,j);
    printf("2.在L的表头依次插入1～6后：L.data=");
    ListTraverse(L); 
    printf("ListLength(L)=%d 
",ListLength(L));

    i=ClearList(&L);
    printf("3.清空L后：ListLength(L)=%d
",ListLength(L));
    
    for(j=1;j<=10;j++)
            ListInsert(&L,j,j);
    printf("4.在L的表尾依次插入1～10后：L.data=");
    ListTraverse(L); 
    
    ListInsert(&L,1,0);
    printf("5.在L的表头插入0后：L.data=");
    ListTraverse(L); 
    printf("ListLength(L)=%d 
",ListLength(L));

    j=5;
    ListDelete(&L,j,&e); 
    printf("7.删除第%d个的元素值为：%d
",j,e);
    printf("依次输出L的元素：");
    ListTraverse(L);
    
    ListInsert(&L,5,4);
    printf("8.插入第5个元素值后，依次输出L的值：L.data=");
    ListTraverse(L); 
    
    return 0;
}