数据结构之线性表代码实现顺序存储，链式存储，静态链表（选自大话数据结构）
一，线性表顺序存储
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <ctype.h>
#include <stdlib.h>
#include <io.h>
#include <math.h>
#include <time.h>
#define OK 1
#define ERROR 0
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define MAXSIZE 20 /* 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
{
ElemType data[MAXSIZE]; /* 数组，存储数据元素 */
int length; /* 线性表当前长度 */
}SqList;
/* 初始化顺序线性表 */
Status InitList(SqList *L)
{
L->length=0;
return OK;
}
/* 初始条件：顺序线性表L已存在。操作结果：若L为空表，则返回TRUE，否则返回FALSE */
Status ListEmpty(SqList L)
{
if(L.length==0)
return TRUE;
else
return FALSE;
}
/* 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(SqList *L)
{
L->length=0;
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(SqList L)
{
return L.length;
}
/* 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,注意i是指位置，第1个位置的数组是从0开始 */
Status GetElem(SqList L,int i,ElemType *e)
{
if(L.length==0 || i<1 || i>L.length)
return ERROR;
*e=L.data[i-1];
return OK;
}
/* 初始条件：顺序线性表L已存在 */
/* 操作结果：返回L中第1个与e满足关系的数据元素的位序。 */
/* 若这样的数据元素不存在，则返回值为0 */
int LocateElem(SqList L,ElemType e)
{
int i;
if (L.length==0)
return 0;
for(i=0;i<L.length;i++)
{
if (L.data[i]==e)
break;
}
if(i>=L.length)
return 0;
return i+1;
}
/* 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(SqList *L,int i,ElemType e)
{
int k;
if (L->length==MAXSIZE) /* 顺序线性表已经满 */
return ERROR;
if (i<1 || i>L->length+1)/* 当i比第一位置小或者比最后一位置后一位置还要大时 */
return ERROR;
if (i<=L->length) /* 若插入数据位置不在表尾 */
{
for(k=L->length-1;k>=i-1;k--) /* 将要插入位置之后的数据元素向后移动一位 */
L->data[k+1]=L->data[k];
}
L->data[i-1]=e; /* 将新元素插入 */
L->length++;
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(SqList *L,int i,ElemType *e)
{
int k;
if (L->length==0) /* 线性表为空 */
return ERROR;
if (i<1 || i>L->length) /* 删除位置不正确 */
return ERROR;
*e=L->data[i-1];
if (i<L->length) /* 如果删除不是最后位置 */
{
for(k=i;k<L->length;k++)/* 将删除位置后继元素前移 */
L->data[k-1]=L->data[k];
}
L->length--;
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(SqList L)
{
int i;
for(i=0;i<L.length;i++)
visit(L.data[i]);
printf("\n");
return OK;
}
void unionL(SqList *La,SqList Lb)
{
int La_len,Lb_len,i;
ElemType e;
La_len=ListLength(*La);
Lb_len=ListLength(Lb);
for (i=1;i<=Lb_len;i++)
{
GetElem(Lb,i,&e);
if (!LocateElem(*La,e))
ListInsert(La,++La_len,e);
}
}
int main()
{
SqList L;
SqList Lb;
ElemType e;
Status i;
int j,k;
i=InitList(&L);
printf("初始化L后：L.length=%d\n",L.length);
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("L.length=%d \n",L.length);
i=ListEmpty(L);
printf("L是否空：i=%d(1:是 0:否)\n",i);
i=ClearList(&L);
printf("清空L后：L.length=%d\n",L.length);
i=ListEmpty(L);
printf("L是否空：i=%d(1:是 0:否)\n",i);
for(j=1;j<=10;j++)
ListInsert(&L,j,j);
printf("在L的表尾依次插入1～10后：L.data=");
ListTraverse(L);
printf("L.length=%d \n",L.length);
ListInsert(&L,1,0);
printf("在L的表头插入0后：L.data=");
ListTraverse(L);
printf("L.length=%d \n",L.length);
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);
}
k=ListLength(L); /* k为表长 */
for(j=k+1;j>=k;j--)
{
i=ListDelete(&L,j,&e); /* 删除第j个数据 */
if(i==ERROR)
printf("删除第%d个数据失败\n",j);
else
printf("删除第%d个的元素值为：%d\n",j,e);
}
printf("依次输出L的元素：");
ListTraverse(L);
j=5;
ListDelete(&L,j,&e); /* 删除第5个数据 */
printf("删除第%d个的元素值为：%d\n",j,e);
printf("依次输出L的元素：");
ListTraverse(L);
//构造一个有10个数的Lb
i=InitList(&Lb);
for(j=6;j<=15;j++)
i=ListInsert(&Lb,1,j);
unionL(&L,Lb);
printf("依次输出合并了Lb的L的元素：");
ListTraverse(L);
return 0;
}
二，线性表链式存储
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <ctype.h>
#include <stdlib.h>
#include <io.h>
#include <math.h>
#include <time.h>
#define OK 1
#define ERROR 0
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define MAXSIZE 20 /* 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：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：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 */
/* 操作结果：返回L中第1个与e满足关系的数据元素的位序。 */
/* 若这样的数据元素不存在，则返回值为0 */
int LocateElem(LinkList L,ElemType e)
{
int i=0;
LinkList p=L->next;
while(p)
{
i++;
if(p->data==e) /* 找到这样的数据元素 */
return i;
p=p->next;
}
return 0;
}
/* 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("\n");
return OK;
}
/* 随机产生n个元素的值，建立带表头结点的单链线性表L（头插法） */
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; /* 先建立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 */
}
}
/* 随机产生n个元素的值，建立带表头结点的单链线性表L（尾插法） */
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 = (Node *)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; /* 将当前的新结点定义为表尾终端结点 */
}
r->next = NULL; /* 表示当前链表结束 */
}
int main()
{
LinkList L;
ElemType e;
Status i;
int j,k;
i=InitList(&L);
printf("初始化L后：ListLength(L)=%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是否空：i=%d(1:是 0:否)\n",i);
i=ClearList(&L);
printf("清空L后：ListLength(L)=%d\n",ListLength(L));
i=ListEmpty(L);
printf("L是否空：i=%d(1:是 0:否)\n",i);
for(j=1;j<=10;j++)
ListInsert(&L,j,j);
printf("在L的表尾依次插入1～10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);
}
k=ListLength(L); /* k为表长 */
for(j=k+1;j>=k;j--)
{
i=ListDelete(&L,j,&e); /* 删除第j个数据 */
if(i==ERROR)
printf("删除第%d个数据失败\n",j);
else
printf("删除第%d个的元素值为：%d\n",j,e);
}
printf("依次输出L的元素：");
ListTraverse(L);
j=5;
ListDelete(&L,j,&e); /* 删除第5个数据 */
printf("删除第%d个的元素值为：%d\n",j,e);
printf("依次输出L的元素：");
ListTraverse(L);
i=ClearList(&L);
printf("\n清空L后：ListLength(L)=%d\n",ListLength(L));
CreateListHead(&L,20);
printf("整体创建L的元素(头插法)：");
ListTraverse(L);
i=ClearList(&L);
printf("\n删除L后：ListLength(L)=%d\n",ListLength(L));
CreateListTail(&L,20);
printf("整体创建L的元素(尾插法)：");
ListTraverse(L);
return 0;
}
3，静态链表
#include <string.h>
#include <ctype.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <io.h>
#include <math.h>
#include <time.h>
#define OK 1
#define ERROR 0
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define MAXSIZE 1000 /* 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 char ElemType; /* ElemType类型根据实际情况而定，这里假设为char */
Status visit(ElemType c)
{
printf("%c ",c);
return OK;
}
/* 线性表的静态链表存储结构 */
typedef struct
{
ElemType data;
int cur; /* 游标(Cursor) ，为0时表示无指向 */
} Component,StaticLinkList[MAXSIZE];
/* 将一维数组space中各分量链成一个备用链表，space[0].cur为头指针，"0"表示空指针 */
Status InitList(StaticLinkList space)
{
int i;
for (i=0; i<MAXSIZE-1; i++)
space[i].cur = i+1;
space[MAXSIZE-1].cur = 0; /* 目前静态链表为空，最后一个元素的cur为0 */
return OK;
}
/* 若备用空间链表非空，则返回分配的结点下标，否则返回0 */
int Malloc_SSL(StaticLinkList space)
{
int i = space[0].cur; /* 当前数组第一个元素的cur存的值 */
/* 就是要返回的第一个备用空闲的下标 */
if (space[0]. cur)
space[0]. cur = space[i].cur; /* 由于要拿出一个分量来使用了， */
/* 所以我们就得把它的下一个 */
/* 分量用来做备用 */
return i;
}
/* 将下标为k的空闲结点回收到备用链表 */
void Free_SSL(StaticLinkList space, int k)
{
space[k].cur = space[0].cur; /* 把第一个元素的cur值赋给要删除的分量cur */
space[0].cur = k; /* 把要删除的分量下标赋值给第一个元素的cur */
}
/* 初始条件：静态链表L已存在。操作结果：返回L中数据元素个数 */
int ListLength(StaticLinkList L)
{
int j=0;
int i=L[MAXSIZE-1].cur;
while(i)
{
i=L[i].cur;
j++;
}
return j;
}
/* 在L中第i个元素之前插入新的数据元素e */
Status ListInsert(StaticLinkList L, int i, ElemType e)
{
int j, k, l;
k = MAXSIZE - 1; /* 注意k首先是最后一个元素的下标 */
if (i < 1 || i > ListLength(L) + 1)
return ERROR;
j = Malloc_SSL(L); /* 获得空闲分量的下标 */
if (j)
{
L[j].data = e; /* 将数据赋值给此分量的data */
for(l = 1; l <= i - 1; l++) /* 找到第i个元素之前的位置 */
k = L[k].cur;
L[j].cur = L[k].cur; /* 把第i个元素之前的cur赋值给新元素的cur */
L[k].cur = j; /* 把新元素的下标赋值给第i个元素之前元素的ur */
return OK;
}
return ERROR;
}
/* 删除在L中第i个数据元素 */
Status ListDelete(StaticLinkList L, int i)
{
int j, k;
if (i < 1 || i > ListLength(L))
return ERROR;
k = MAXSIZE - 1;
for (j = 1; j <= i - 1; j++)
k = L[k].cur;
j = L[k].cur;
L[k].cur = L[j].cur;
Free_SSL(L, j);
return OK;
}
Status ListTraverse(StaticLinkList L)
{
int j=0;
int i=L[MAXSIZE-1].cur;
while(i)
{
visit(L[i].data);
i=L[i].cur;
j++;
}
return j;
printf("\n");
return OK;
}
int main()
{
StaticLinkList L;
Status i;
i=InitList(L);
printf("初始化L后：L.length=%d\n",ListLength(L));
i=ListInsert(L,1,'F');
i=ListInsert(L,1,'E');
i=ListInsert(L,1,'D');
i=ListInsert(L,1,'B');
i=ListInsert(L,1,'A');
printf("\n在L的表头依次插入FEDBA后：\nL.data=");
ListTraverse(L);
i=ListInsert(L,3,'C');
printf("\n在L的“B”与“D”之间插入“C”后：\nL.data=");
ListTraverse(L);
i=ListDelete(L,1);
printf("\n在L的删除“A”后：\nL.data=");
ListTraverse(L);
printf("\n");
return 0;
}