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鍊錶是一種採用什麼儲存結構儲存的線性表

青灯夜游
發布: 2021-11-22 15:04:58
原創
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鍊錶是一種採用「鍊式」儲存結構儲存的線性表。鍊錶的資料元素所佔的儲存單元位址可以是連續的,也可以是不連續的,可依需求暫時、動態地申請分配對應的儲存空間,資料元素之間的邏輯關係可以用「鏈」來表達。

鍊錶是一種採用什麼儲存結構儲存的線性表

本教學操作環境:windows7系統、Dell G3電腦。

為了克服順序表儲存結構的缺點,充分利用儲存空間和提高運作效率,線性表可以採用另一種儲存結構-鍊式儲存結構線性表的鍊式儲存結構簡稱「鍊錶(link list)」

一、鍊錶概述

鍊錶的資料元素所佔的儲存單元位址可以是連續的,也可以是不連續的,可根據需要暫時、動態地申請分配相應的儲存空間,資料元素之間的邏輯關係可以用「鏈」來表達。

鍊錶的插入和刪除不需要移動資料元素,只需要修改鏈即可實現。

鍊錶分類:

1.以鍊錶記憶體分配實作的方式分類

①動態鍊錶

②靜態鍊錶

#2 .依連結方式分類

①單鍊錶

②循環鍊錶

③雙鍊錶

(它們皆為動態鍊錶)

二、單鍊錶的定義

1.定義

為了表示每個資料元素ai與其直接後繼資料元素ai 1之間的邏輯關係,對於每個資料元素ai,除了儲存本身的資訊外,還需要儲存一個指示其直接後繼的資訊(後繼的儲存位置-位址)。

儲存資料元素資訊的域稱為資料域,儲存直接後繼位置的域稱為指標域 #,指標域中儲存的資訊稱為指標或鏈。

這兩部分資訊組成資料元素ai的儲存映像,稱為結點

n個結點鏈成一個鍊錶,即線性表(a1,a2,a3,...,an)的鍊式儲存結構,因為鍊錶的每個結點只包含一個指標域,所以稱為鍊錶

對於線性表來說,總有個頭有個尾,鍊錶也不例外。 鍊錶中指向單鍊錶第一個結點的指標叫做頭指標,整個鍊錶的存取必須從頭指標開始進行,之後的每個結點都是上個結點的後繼指標指向的位置。 鍊錶的最後一個結點的指標為「(通常用NULL表示)」-空指標。

為了方便實現鍊錶的各種運算,在單鍊錶的第一個資料結點之前設一個相同類型的結點,該結點稱為頭結點。

頭結點的資料域可以儲存一個特殊的標誌資訊如鍊錶的長度,也可以不儲存任何資料。

鍊錶的第一個資料結點和最後一個結點又稱為首結點和尾結點

 2.頭指標與頭結點的異同點

頭指標:

  • 頭指標是指標中指向第一個結點的指針,若鍊錶有頭結點,則是指向頭結點的指針。
  • 頭指標具有標識作用,常用頭指標冠以鍊錶的名字。
  • 無論鍊錶是否為空,頭指標皆不為空。 頭指標是鍊錶的必要元素

頭結點:

  •  頭結點是為了操作的統一和方便而設立的,放在第一個元素的結點之前,其資料域一般無意。
  • 有了頭結點,對在第一元素結點前插入結點和刪除第一個結點,其操作與其他結點的操作就統一了。
  • 頭結點不一定是鍊錶必須要素

 3.程式碼示範

/*线性表的单链表存储结构*/
/*结点定义*/
typedef struct Node
{
    ElemType data;
    struct Node *next;
}Node;

/*单链表定义*/
typedef struct Node *LinkList;
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三、单链表的操作

1.插入操作

1)插入模拟

假设存储元素e的结点为s,将s插入到ai结点后面,如何操作?

思考:两句插入代码能否交换?

不能,如果调换过来,会导致ai 1等后面的元素无法找到,因为s的指针域没有指向ai 1的地址。

2)单链表第i个数据插入结点的算法思路

  •  声明一个结点p指向链表的第一个结点,初始化j=1;
  • 当j
  • 若到链表末尾p为空,则说明第i个元素不存在;若查找成功,生成一个空节点s(使用malloc函数)
  • 将数据元素e赋值給s->data,即为s->data=e;
  • 插入标准语句:s->next=p->next;p->next=s;
  • 返回成功。

2.删除操作

1)删除模拟

假设存储元素ai的结点为q,要实现将结点q删除单链表的操作。

2)单链表删除第i个数据结点的算法思路

  •  声明一个结点p指向链表的第一个结点,初始化j=1;
  • 当j
  • 若到链表末尾p为空,则说明第i个元素不存在;若查找成功,将删除结点p->next赋值給q
  • 插入标准语句:p->next=q->next;
  • 将q结点赋值給e,即为e=q->data;
  • 释放q结点
  • 返回成功。

四、单链表结构和顺序表结构对比

存储方式:

  • 顺序表用一段连续的存储单元依次存储线性表中的数据元素
  • 单链表采用链式存储结构,用一组任意的存储单元存放线性表元素

时间性能:

①查找

  • 顺序表O(1)
  • 单链表O(n)

②插入和删除

  • 顺序表O(n)
  • 单链表O(1)

空间性能:

  • 顺序表需要预分配存储空间,分大了,浪费,分小了易发生上溢
  • 单链表不需要预分配存储空间,需要多少都可以分配,元素个数不受限制

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