线性表

线性表是“所有元素排成一行”的数据结构。除了第一个元素之外,所有元素都有一个“前一个元素”;除了最后一个元素外,所有元素都有“后一个元素”

环状结构也经常转化为线性结构——只需要从某个元素处吧环切断,就变成了链。


队列(queue/First In ,First out)例:

【卡片游戏】
桌上有一叠牌,从第一张牌开始从上往下依次编号为1~n,当至少还剩两张牌是进行以下操作:把第一张牌扔掉,然后把新的第一张放到整叠牌的最后。
输入n,输出每次扔掉的牌,以及最后剩下的牌。
样例输入:7
样例输出:1 3 5 7 4 2 6

类似这个卡片游戏的结构我们称之为队列,其特点是,先进的元素先被移出队列,后进的元素后被移出队列。

C++提供一种STL队列,代码如下
#include 
#include 
using namespace std;
queue  q;  //定义q为一个队列类型,该队列每个元素的类型为int
int main()
{
      int n;
      scanf("%d", &n);
      for (int i=0; i < n; i++)
            q.push(i+1);    //初始化队列,也就是每次循环在q队列的末尾添加一个大小为(i+1)的int元素
      while (!q.empty())  //当队列q为空时返回值true,所以当q为空时退出循环
      {
            printf("%d ", q.front());    //打印首元素
            q.pop();                          //抛弃队首元素
            q.push(q.front());            //吧队首元素加入队尾
            q.pop();                          //抛弃队首元素
       }
      return 0;
}

栈(stack/Last In First Out)例:

【铁轨问题】
假设有n节车厢,编号分别为1到n,它们随机排序,并从A驶入station,请问借助station是否可以按照n到1的编号重新排序整个车厢。

车厢可以在station中进行的操作:
1、在A方向未进station的车厢驶入station
2、在station内的车厢向B方向驶出station

因为较早在station内的车厢可能会受后面进station的车厢妨碍,所以需要将后来进的车厢驶出到B,或者返回到A(不如后来的车厢不要先进站了),该较早入station的车厢才能向B方向驶出

线性表_第1张图片
车站模型
C++提供这种STL栈,代码如下
#include 
#include 
using namespace std;
const int MAXN = 1000 + 10;
int n, target[MAXN];
int main()
{
      while(scanf("%d", &n)  == 1) 
      {
            stack s;
            int A = 1, B = 1;
            for (int i=1; i <= n; i++)
                  scanf("%d", &target[i]);
            int ok=1;
            while (B <= n)
            {
                  if (A == target[B]) {A++; B++;}
                  else if (!s.empty() && s.top() == target[B]) { s.pop(); B++; }
                  else if (A <= n) s.push(A++);
                  else { ok = 0; break;}
            }
            printf("%s\n", ok ? "Yes" : "No");
      }
      return 0;
}

链表

链表是一种数据类型,它的特点是,链表中的任何一个元素在记录其本身值的同时,记录该元素的相邻元素的地址(单向,双向)
我们操纵一个线性表的数据时候,链表可以帮助我们快速在任一位置插入或删除一个数(相比将整个列表的数后移一定位数然后插入值)。
但在链表中,按顺序查询一个数的位置(地址/存放位置)通常要花费大量时间,如何优化这一寻找过程便是一个难题

线性表_第2张图片
单向链表的倒序操作

以下抽象演示了链表结构与操作

#include 
#define LEN 10000
int num[LEN],left[LEN],right[LEN];
//我们将数组第一个元素作为空节点,连接链表的第一个元素 
void link(int x,int y)  //将x,y两个节点连接起来 
{
    right[x]=y;
    right[y]=x;
}
void add(int k,int position)  //这个是在(num中存放的第k个数在链表中的位置)上往后添加一个数 
{
    scanf("%d",&num[position]);
    int r=right[k];
    link(k,position);
    link(position,r);
}
void del(int k) //在链表中删除num存放的第k个数 
{
    link(left[k],right[k]); //直接将该数在链表中的左右节点连接 
}
int find(int k)     //暴力查找链表中的第k个数在num中的位置(没有优化) 
{
    p=0;
    while (k--)
        p=right[p];
    return p;
}

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