静态链表

静态链表的定义

实质：在顺序表的基础上利用数组实现的单链表

作用：有效解决编程语言没有指针的情况下实现链表

顺序表数组中的元素由两个数据域组成：data和next

data用于存储数据,如下实现中data存放的地址

next用于存储下一个元素在数组中的下标

StaticList.c

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#include "StaticList.h"


#define AVAILABLE -1       //数组空间是否可用标志 ，正常的是应该为正 


//定义链表元素类型为一个结构体类型 
//腾出来一个数组元素特殊化，这里采用的是第一个数组元素
//因为必须要有一个指向链表元素的 
typedef struct _tag_StaticListNode
{
    unsigned int data;        //数据项 ,存放的是链表元素成员的地址，指针和unsigend int为32进行了复用 
    int next;                //指向下一个元素的数组下标 
} TStaticListNode;


typedef struct _tag_StaticList
{
    int capacity;                //链表的最大的元素个数 
    TStaticListNode header;     //指向链表的第一个元素 
    TStaticListNode node[];      //柔性数组 
} TStaticList;


StaticList* StaticList_Create(int capacity) // O(n)
{
    TStaticList* ret = NULL;
    int i = 0;
    
    if( capacity >= 0 )
    {
        ret = (TStaticList*)malloc(sizeof(TStaticList) + sizeof(TStaticListNode) * (capacity + 1)); //为什么要加1。因为 TStaticList-> node[0],给特殊化了 
    }
    
    if( ret != NULL )
    {
        ret->capacity = capacity;
        ret->header.data = 0;    //对data进行了复用，表示当前的链表长度 ，这样不好因为，要是链表元素的数据成员为多个时怎么处理 
        ret->header.next = 0;
        
        for(i=1; i<=capacity; i++)      //标记 
        {
            ret->node[i].next = AVAILABLE;
        }
    }
    
    return ret;
}


void StaticList_Destroy(StaticList* list) // O(1)
{
    free(list);
}


void StaticList_Clear(StaticList* list) // O(n)
{
    TStaticList* sList = (TStaticList*)list;
    int i = 0;
    
    if( sList != NULL )
    {
        sList->header.data = 0;
        sList->header.next = 0;
        
        for(i=1; i<=sList->capacity; i++)
        {
            sList->node[i].next = AVAILABLE;
        }
    }
}


int StaticList_Length(StaticList* list) // O(1)
{
    TStaticList* sList = (TStaticList*)list;
    int ret = -1;
    
    if( sList != NULL )
    {
        ret = sList->header.data;
    }
    
    return ret;
}




int StaticList_Capacity(StaticList* list) // O(1)
{
    TStaticList* sList = (TStaticList*)list;
    int ret = -1;
    
    if( sList != NULL )
    {
        ret = sList->capacity;
    }
    
    return ret;
}


//pos代表链表中对应的位置 
int StaticList_Insert(StaticList* list, StaticListNode* node, int pos)  // O(n)
{
    TStaticList* sList = (TStaticList*)list;
    int ret = (sList != NULL);
    int current = 0;
    int index = 0;
    int i = 0;
    
    ret = ret && (sList->header.data + 1 <= sList->capacity);  //要有剩余空间 
    ret = ret && (pos >=0) && (node != NULL);
    
    if( ret )
    {
        for(i=1; i<=sList->capacity; i++)  //寻找一个剩余 空间 ，index为其下标 
        {
            if( sList->node[i].next == AVAILABLE )
            {
                index = i;
                break;
            }
        }
        
        sList->node[index].data = (unsigned int)node;   //data里面放入的是地址信息 
        
        sList->node[0] = sList->header;
        
        for(i=0; (i<pos) && (sList->node[current].next != 0); i++)//移动+保护机制 
        {
            current = sList->node[current].next;
        }
        
        sList->node[index].next = sList->node[current].next;
        sList->node[current].next = index;
        
        sList->node[0].data++;
        
        sList->header = sList->node[0];
    }
    
    return ret;
}
//返回的是链表元素数据项的地址 
StaticListNode* StaticList_Get(StaticList* list, int pos)  // O(n)
{
    TStaticList* sList = (TStaticList*)list;
    StaticListNode* ret = NULL;
    int current = 0;
    int object = 0;
    int i = 0;
    
    if( (sList != NULL) && (0 <= pos) && (pos < sList->header.data) )
    {
        sList->node[0] = sList->header;
        
        for(i=0; i<pos; i++)
        {
            current = sList->node[current].next;
        }
        
        object = sList->node[current].next;
        
        ret = (StaticListNode*)(sList->node[object].data);
    }
    
    return ret;
}
//删除操作，返回的是要删除的数据的地址 
StaticListNode* StaticList_Delete(StaticList* list, int pos) // O(n)
{
    TStaticList* sList = (TStaticList*)list;
    StaticListNode* ret = NULL;
    int current = 0;
    int object = 0;
    int i = 0;
    
    if( (sList != NULL) && (0 <= pos) && (pos < sList->header.data) )
    {
        sList->node[0] = sList->header;
        
        for(i=0; i<pos; i++)   //找到位置 
        {
            current = sList->node[current].next;
        }
        
        object = sList->node[current].next;
        
        sList->node[current].next = sList->node[object].next;
        
        sList->node[0].data--;
        
        sList->header = sList->node[0];
        
        sList->node[object].next = AVAILABLE;
        
        ret = (StaticListNode*)(sList->node[object].data);
    }
    
    return ret;
}

StaticList.h

#ifndef _STATICLIST_H_
#define _STATICLIST_H_


typedef void StaticList;
typedef void StaticListNode;


StaticList* StaticList_Create(int capacity);


void StaticList_Destroy(StaticList* list);


void StaticList_Clear(StaticList* list);


int StaticList_Length(StaticList* list);


int StaticList_Capacity(StaticList* list);


int StaticList_Insert(StaticList* list, StaticListNode* node, int pos);


StaticListNode* StaticList_Get(StaticList* list, int pos);


StaticListNode* StaticList_Delete(StaticList* list, int pos);


#endif

main.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "StaticList.h"
/* run this program using the console pauser or add your own getch, system("pause") or input loop */


int main(int argc, char *argv[])
{
    StaticList* list = StaticList_Create(10);
    
    int index = 0;
    
    int i = 0;
    int j = 1;
    int k = 2;
    int x = 3;
    int y = 4;
    int z = 5;
    
    StaticList_Insert(list, &i, 0);
    StaticList_Insert(list, &j, 0);
    StaticList_Insert(list, &k, 0);
    
    


    
    for(index=0; index<StaticList_Length(list); index++)
    {
        int* p = (int*)StaticList_Get(list, index);
        
        printf("%d\n", *p);
    }
    
    printf("\n");
    
    while( StaticList_Length(list) > 0 )
    {
        int* p = (int*)StaticList_Delete(list, 0);
        
        printf("%d\n", *p);
    }
    
    printf("\n");
    
    StaticList_Insert(list, &x, 0);
    StaticList_Insert(list, &y, 0);
    StaticList_Insert(list, &z, 0);
    
    printf("Capacity: %d Length: %d\n", StaticList_Capacity(list), StaticList_Length(list));
    
    for(index=0; index<StaticList_Length(list); index++)
    {
        int* p = (int*)StaticList_Get(list, index);
        
        printf("%d\n", *p);
    }
    
    StaticList_Destroy(list);
    
return 0;
}