数据结构之静态链表
静态链表的定义：
静态链表：分配一整片连续的内存空间，各个结点集中安置，逻辑结构上相邻的数据元素，存储在指定的一块内存空间中，数据元素只允许在这块内存空间中随机存放，这样的存储结构生成的链表称为静态链表。也就是说静态链表是用数组来实现链式存储结构，静态链表实际上就是一个结构体数组
举例：通过a[1]中存放的游标变量3可找到存放的数据元素5的后继元素为3，再通过a[3]中存放的游标变量2可找到存放数据元素3的后继数据为2，以此类推，直到某元素的游标变量为0即可停止（注：a[0]为头结点不存储数据元素）
备用链表：
在链表中，我们不可能恰好将所有的位置都使用，那么就会出现空闲的位置，用来连接这些空闲位置的链表，我们就将其称之为备用链表，他的作用为：回收数组中目前没有适用的空间。
那么此时就相当于有两个链表，实现不同的功能，一个用来连接数据，另一个用来连接数组中的空闲空间。
一般情况下，备用链表的表头位于数组下标为0(a[0])的位置，而数据链表的表头位于数据下标为1(a[1])的位置。
如上图所示：备用链表的连接顺序依次是：a[0],a[2],a[4]数据链表的连接顺序依次是a[1],a[3],a[5]
静态链表添加数据的实现过程：
以存储{1,2,3}为例，分析过程如下：
数据未存储前，数据链表当前是不存在的，所有的游标都存在于备用链表中，如下所示：
下面我们要进行的工作是将1存储进去，此时既然要存储数据，因此必须产生数据链表，那么如何产生数据链表呢？方法：备用链表摘除结点，以便存储新数据，而最简便的方法就是摘除a[0]的后继节点，即为下标为1(a[1])的位置。
将1存放进去：
将2存放进去：
将3存放进去：
定义静态链表：
方法一：
#define Maxsize 10//定义静态链表的最大长度
struct Node//定义静态链表结构类型
{
ElemType data;
int next;//游标：为下一个数据元素的数组下标，类似于指针
};
void testSLinkList()
{
struct Node a[Maxsize];//数组a作为静态链表
}
方法二：
#define Maxsize 10
struct Node
{
ElemType data;
int next;
};
typedef struct Node SLinkList[Maxsize];//这里相当于SLinkList可用来定义为一个数组，数组长度为Maxsize,类型为Node
void teastLinkLIst()
{
SLinkList a;//等价于struct Node a[Maxsize]
}
验证其两种方式是否正确：
#include通过输出结果我们会知道两种方法都可以的。
初始化静态链表：
方法：将静态链表0位置的结点设置为头结点，用它来对已申请的结点进行管理。该结点的特点是数据域不存数据，游标为第一个申请结点所对应的下标（如果该静态链表还未申请结点来存放数据，那么该值为-1表示该静态链表为空。）
typedef struct
{
ELemType data;
int next;
}ListNode;
void InitSLinkList(Static& space)
{
int = 0;//数组下标
for (i = 0; i < Maxsize; i++)
{
space[i].next = i + 1;//游标的值为下一个数组元素的下标值
space[i].data = 0;//将链表中的每个数据置为0，防止脏数据
}
//space[Maxsize - 1]表示链表的表尾元素，表尾元素指向下标为0的数组元素
space[Maxsize - 1].next = 0;
}
结点数据的显示：
#define Maxsize 10
struct SLinkList
{
ElemType data;
int next;
};
void showSLinkList(StaticList& space)
{
int i = space[0].cur;//从头结点开始搜索
while (i != -1)
{
printf("%c-->", space[i].data);
i = space[i].next;
}
print("NUl.\n");
}
结点申请：
int mallocArr(Static& space)
{
int i = space[0].next;
//如果备用链表是空链表，那么返回分配结点的下标，否则返回0
if (space[0].next)
{
space[0].next = space[i].next;
}
return i;
}
静态链表的遍历：
void SL_ergodic(Static&space)
{
int i = space[Maxsize - 1].next;
while (i) //通过循环遍历
{
printf("%c ", space[i].data);//输出链表中的数据
i = sapce[i].next;
}
printf("\n");
}
静态链表的清空：
void ClearSL(Static&space)
{
int i;
for (i = 0; i < MAXSIZE - 1; i++)
space[i].next = i + 1;
space[MAXSIZE - 1].next = 0;
}
向静态链表中添加元素：
//head表示头结点在数组中的位置，add表示插入元素的位置，num表示要插入的数据
void insertspace(Static& space,int head int add,int num)
{
//使遍历数组的中间变量等于头结点在数组中的位置，也相当于是从头结点开始遍历数组
int temp_head = head;
int i = 0, insert = 0;
//找到位序为i-1的数据
for (i = 1; i < add; i++)//注意位序从一开始而下标从0开始
{
temp_head = space[temp_head].next;
}
insert = mallocspace(space);//为插入的元素申请空间
space[insert].data = num;
space[insert].next = space[temp_head].next;//新插入结点的游标等于其直接前驱结点的游标
space[temp_head].next = insert;//直接前驱结点的游标等于新插入结点所在数组中的下标
}
//实现插入数的内存开辟
int malloc_space(Static& space)
{
int i = space[0 ].next;
if (space[0].next)
{
space[0].next = space[i].next;
}
return i;
}
释放空间：
void Free_SP(StaticList& space, int k)
{
space[k].cur = space[1].cur;
space[1].cur = k;
}
查找静态链表中的元素：
int selectNum(Static&space, int num)
{
int temp_head = maxSize-1;
while (space[temp_head].next != 0)//通过循环遍历数组元素
{
if (space[temp_head].data == num)
{
return temp_head;
}
temp_head = space[temp_head].next;
}
//判断表尾结点是否为我们要找的元素
if (space[temp_head].data == num)
{
return temp_head;
}
return -1;//表示在链表中没有找到要查找的元素
}
修改静态链表的元素：
void alterElem(Static& space, int old_ELem, int new_ELem)
{
int num=selectnum(space,old_ELem)//修改之前先进行查找
if (num == -1)
{
printf("没有需要修改的元素");
return;
}
//直接修改该元素为我们想要修改的
space[add].data = new_Elem;
}
静态链表元素的删除：
int deletELem(Static& space, int num)
{
int temp_head=maxSize-1;
int del = 0;
int new_head = 0;
//寻找要删除结点的位置：要删除先查找
while (space[temp_head].data != num)
{
temp_head = space[temp_head].next;
//当tempBody为0时，表示链表遍历结束，说明链表中没有存储该数据的结点
if (temp_head == 0)
{
printf("链表中没有此数据");
return 0;
}
}
del = temp_head;
temp_head = maxSize-1;
//删除表首结点
if (del == space[maxSize-1].next)
{
new_head = space[del].next;
space[maxSize-1].next=new_head;
freeArr(space, del);
}
else
{
//找到要删除元素的前驱结点
while (space[temp_head].next != del)
{
temp_head = space[temp_head].next;
}
space[temp_head].next = space[del].next;
freeArr(space, del);//释放已经删除元素的内存空间
}
}
静态链表和动态链表的关系：
在使用静态链表存储数据之前，需要申请足够大的一整片内存空间，也就是说，静态链表存储的数据元素的个数当申请空间的时候就已经确定，并且此后不能发生改变，静态链表是在固定大小的存储空间内随机存储各个数据元素，这就导致静态链表无法和动态链表那样直接对链表进行操作，因为它包含两条链表，存储数据的和存储空闲位置的。
注：有的静态链表最后一个数组下标存放的是头结点，而有的静态链表最后一个数组下标和普通下标的作用相同。
而使用动态链表存储数据，不需要预先申请内存空间，而是在需要的时候才向内存申请，因此，它存储数据元素的个数是可以改变的，而且在对动态链表进行操作的时候，我们只需要操控一条链表，当表中添加或删除数据元素时，你只需要通过malloc或free函数来申请或释放空间。