链表的游标实现
前言：
最开始读M.A.W这本书时，已经简单了解了一些基本数据结构，于是刚开始读时总会有点囫囵吞枣的感觉，并没有认真研究链表的游标实现过程，
简单看了下书中代码就过了，现在从新翻阅，反而是让自己收获颇丰。
————————————————分割线——————————————————————
正文：
为什么我们会用到链表的游标实现，链表的核心用到了指针这样的概念，而许多语言是没有指针的，这个时候想要实现链表我们就要想其他办法了
那么我们应该从何开始呢？
回顾链表的指针实现的两个重要的特点：
1：数据储存在一组结构体中，每一个结构体包含有数据域以及指向下一个结构体的指针。
2：一个新的结构体可以通过调用malloc而从系统全局内存（global memory)得到，并可以调用free而被释放。
游标法必须能够模仿实现这两种特性，需要满足条件1的逻辑方法是要有一个全局的结构体数组。对于该数组中的任何单元，其数组线标用来代表一个地址。
初始配置如下：
一个初始化的CursorSpace
| Slot | Element | Next |
| 0 | 1 | |
| 1 | 2 | |
| 2 | 3 | |
| 3 | 4 | |
| 4 | 5 | |
| 5 | 6 | |
| 6 | 7 | |
| 7 | 8 | |
| 8 | 9 | |
| 9 | 10 | |
| 10 | 0 |
为了模拟特性2，让CursorSpace数组中的单元代行malloc和free的职能，
为此我们保留一个表（即freelist），该表将用单元0作为表头。
下面给出链表游标实现的声明：
Cursor.h：
#ifndef CURSOR_SPACE_H #define CURSOR_SPACE_H typedef char ElementType; typedef int PtrToNode; typedef PtrToNode Position; typedef PtrToNode List; void InitializeCursorSpace(); static Position CursorAlloc(); static void CursorFree(Position P); List MakeEmpty(List L); int IsLast(Position P, List L); int IsEmpty(List L); Position FindPrevious(List L, ElementType x); Position Find(List L, ElementType x); void Delete(List L, ElementType x); void Insert(List L, ElementType x, Position P); void InsertToTail(List L, ElementType x); void InsertToHead(List L, ElementType x); void PrintList(List L); void DeleteList(List L); #endif
需要实现整个例程主要是CursorAlloc()和CursorFree()这两个函数起关键作用：
/*每次CursorAlloc都从CursorSpace的单元0下一个开始Alloc8*/
static Position CursorAlloc() { Position P; P = CursorSpace[0].Next; CursorSpace[0].Next = CursorSpace[P].Next; return P; } /*当我们需要free时将把free的单元放在单元0的下一位*/ static void CursorFree(Position P) { CursorSpace[P].Next = CursorSpace[0].Next; CursorSpace[0].Next = P; }
下面给出声明中的所有完整例程实现代码,除CursorAlloc()和CursorFree()其余函数实现方法和单链表思想一致；
CursorSpace.c:
#include"Cursor.h" #include<stdio.h> #define SpaceSize 20 struct Node { ElementType Element; Position Next; }; struct Node CursorSpace[SpaceSize + 1];//定义一个全局CursorSpace空间 void InitializeCursorSpace() { int Slot; for(Slot = 0; Slot < SpaceSize + 1; Slot++) { if(Slot != SpaceSize) CursorSpace[Slot].Next = Slot + 1; else CursorSpace[Slot].Next = 0; } } static Position CursorAlloc() { Position P; P = CursorSpace[0].Next; CursorSpace[0].Next = CursorSpace[P].Next; return P; } static void CursorFree(Position P) { CursorSpace[P].Next = CursorSpace[0].Next; CursorSpace[0].Next = P; } List MakeEmpty(List L) { if(L != 0) CursorSpace[L].Next = 0; return L; } int IsLast(Position P, List L) { return CursorSpace[P].Next == 0; } int IsEmpty(List L) { return CursorSpace[L].Next == 0; } Position FindPrevious(List L, ElementType X) { Position P; P = L; while(CursorSpace[P].Next && CursorSpace[CursorSpace[P].Next].Element != X) P = CursorSpace[P].Next; return P; } Position Find(List L, ElementType X) { Position P; P = CursorSpace[L].Next; while(P && CursorSpace[P].Element != X) P = CursorSpace[P].Next; return P; } void Delete(List L, ElementType X) { Position Pre, Tmp; Pre = FindPrevious(L, X); if(Pre == 0) printf("Sorry! Can't find element"); else { Tmp = CursorSpace[Pre].Next; CursorSpace[Pre].Next = CursorSpace[Tmp].Next; CursorFree(Tmp); } } void Insert(List L, ElementType X, Position P) { Position NewCell; NewCell = CursorAlloc(); if(NewCell == 0) printf("No space for allocation!!"); else { CursorSpace[NewCell].Element = X; CursorSpace[NewCell].Next = CursorSpace[P].Next; CursorSpace[P].Next = NewCell; } } void InsertToTail(List L, ElementType X) { Position Last; Last = L; /*遍历链表寻找最后一个结点*/ while(CursorSpace[Last].Next != 0) Last = CursorSpace[Last].Next; Insert(L, X, Last); } void InsertToHead(List L, ElementType X) { Insert(L, X, L); } void DeleteList(List L) { Position P, Tmp; P = CursorSpace[L].Next; CursorSpace[L].Next = 0; while(P != 0) { Tmp = CursorSpace[P].Next; CursorFree(P); P = Tmp; } } void PrintList(List L) { Position P; P = CursorSpace[L].Next; while(CursorSpace[P].Next != 0) { printf("%c-", CursorSpace[P].Element); P = CursorSpace[P].Next; } printf("%c\n", CursorSpace[P].Element); }
最后给出自己的一组测试实例
Test.c:
#include"Cursor.h" #include<stdio.h> int main() { InitializeCursorSpace(); ElementType Elem, De, PreElem, Ins; Position Tmp; List L; L = CursorAlloc(); if(L == 0) printf("No space for Allocation"); L = MakeEmpty(L); printf("请输入链表元素以'#'结束："); while((Elem = getchar()) != '#') { InsertToTail(L, Elem); } getchar(); PrintList(L); printf("请输入你要删除的元素："); scanf("%c", &De); getchar(); Delete(L, De); PrintList(L); printf("请输入你将要插在哪个元素后："); scanf("%c", &PreElem); getchar(); Tmp = Find(L, PreElem); printf("请输入你要插入的元素："); scanf("%c", &Ins); Insert(L, Ins, Tmp); PrintList(L);
/*最后删除整个表以及表头*/
DeleteList(L);
CursorFree(L); return 0; }
