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C語言 表、棧和隊列詳解
表ADT
形如A1,A2,A3…An的表,這個表的大小為n,而大小為0的表稱為空表,非空表中,Ai+1後繼Ai,Ai-1前驅Ai,表ADT的相關操有PrintList打印表中的元素;CreateEmpty創建一個空表;Find返回關鍵字首次出現的位置;Insert和Delete從表的某個位置插入和刪除某個關鍵字。
對表的所有操作都可以通過使用數組來實現,但在這裡使用鏈表的方式來實現。鏈表(linked list)由一系列不必在內存中相連的結構組成,每個結構均含有元素和指向包含該元素後繼元的結構的指針。鏈表的結構有很多種,單向鏈表、雙向鏈表、循環鏈表、有無表頭的鏈表,這裡以有表頭結點的單向鏈表為例,其余幾種的實現思路相同。
首先定義鏈表的結構:
struct Node { ElementType Element; Node *Next; };
表ADT的主要操作:
Node *CreateEmpty() { Node *header = new Node; Header->Element = 0; Header->Next = NULL; return header; } void PrintList(Node *List) { Node *p = List->Next; While (p) { std::cout << p->Element << “ “; } } Node *Find(Node *List, ElementType X) { Node *p = List->Next; while(p && p->Element != X) { p = p->Next; } return p; } void Insert(Node *List, ElementType X) { Node *p = List; while(p->Next) { p = p->Next; } p->Next = new Node; p = p->Next; p->Next = NULL; p->Element = X; } void Delete(Node *List, ElementType X) { Node *p = List->Next; Node *d = p->Next; while(d->Element != X) { p = p->Next; d = p->Next; } p->Next = d->Next; delete d; }
以上是基本的幾個操作,可以看到,操作中沒有對鏈表是否為空進行檢測,在刪除操作中存在隱患。
棧ADT
棧(stack)是限制插入和刪除只能在一個位置上進行的表,該位置是表的末端,叫做棧的頂(top)。對棧的基本操作有Push(進棧)和Pop(出棧),前者相當於插入,後者相當於刪除最後插入的元素。
棧的實現可以是指針,或者使用數組,數組的實現在筆者前面的已經介紹過了,今次使用單鏈表的方式實現。
首先,棧的結構定義:
struct Stack { ElementType Element; Stack *Next; };
棧ADT的主要操作:
Stack *CreateStack() { Stack *S = new Stack; S->Next = NULL; return S; } void Push(Stack *S, ElementType X) { Stack *p = new Stack; p->Next = S; S->Element = X; S = p; } ElementType Pop(Stack *S) { Stack *p = S; if(S->Next) { S = S->Next; delete p; } return S->Element; }
隊列ADT
像棧一樣,隊列也是一種表,然而,使用隊列時插入在一端進行而刪除則在另一端進行。隊列的基本操作時Enqueue(入隊)和Dequeue(出隊),入隊是指在表的末端rear插入一個元素,而出隊是刪除(或者返回)在表的開頭front的元素。
如同棧的情形一樣,棧的實現可以用指針和數組的方式,數組的方式筆者同樣在之前做過介紹,今次使用單鏈表的方式實現。
首先,定義隊列的結構:
struct Queue { ElementType Element; Queue *Next; };
隊列ADT的主要操作:
Queue *CreateQueue() { Queue *p = new Queue; p->Next = NULL; return p; } void Enqueue(Queue *rear, ElementType X) { Queue *p = new Queue; p->Element = X; rear->Next = p; rear = p; } ElementType Dequeue(Queue *front) { Queue *p = front; ElementType e = front->Element; front = front->Next; delete p; return e; }
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