静态链表 一种用数组模拟链表的数据结构

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动态和静态的区别

链表分静态链表和动态链表，工程里一般用动态链表，去new一个node，动态创建节点。静态链表一般用在刷算法题的时候，由于使用数组模拟，没有动态创建过程，并且使用数组下标代替next指针，所以静态链表的速度非常快，缺点就是非常消耗内存。

静态链表的结构

两个数组

静态链表中使用两个数组，分别存储节点的值和next“指针”。例如val数组存储节点的值，nex数组存放这个节点指向的下一个节点的下标，例如链表3->5->6->1->7，使用数组存储就是这样的：

val:   3 5 6 1 7
nex:   1 2 3 4 -1

3指向5，那么对应的nex存储的就是5的下标，也就是1；5指向6，那么5的nex存储的就是6的下标，也就是2。依次类推......对于最后一个节点，它的nex应该是-1，表示后面没有其他节点了。

除了val和nex数组，还需要一个头指针，指向链表的第一个节点。那么头指针命名为head，在这个例子中，head的值应该是0，也就是head指向数值3。
对于一个空链表，head指向的应该是-1，使用-1代替null。

idx

我们还需要记录最后一个节点存储在数组哪个位置，因为数组模拟链表时，是一直给数组赋值的，每赋一个值就相当于往后面加入了一个节点，之后 idx++。

单链表实现

例题：https://www.acwing.com/problem/content/828/

#include<iostream>

using namespace std;

const int N = 1e5 + 10;

int n, head, val[N], nex[N], idx;

// 初始化
void init() {
    head = -1;
    idx = 0;
}

// 头插
void insert_to_head(int x) {
    val[idx] = x;
    nex[idx] = head;
    head = idx;
    idx ++;
}

// 删除第k个插入节点的后一个节点。如果k=0，表示删除头节点。
void remove(int k) {
    if (k == 0) {
        head = nex[head];
        return;
    }
    nex[k - 1] = nex[nex[k - 1]];
}

// 在第k个插入节点的后面，插入值为x的节点。
void insert(int k, int x) {
    val[idx] = x;
    nex[idx] = nex[k - 1];
    nex[k - 1] = idx;
    idx ++;
}

// 遍历链表
void travel() {
    for (int i = head; i != -1; i = nex[i]) cout << val[i] << " ";
}

双向链表实现

例题：https://www.acwing.com/problem/content/829/
在原有结构上需要增加记录前一个节点的指针，即pre[N]数组记录前一个节点的下标。
并且双向链表的结构需要一个头指针和尾指针作为边界。

#include<iostream>
#include<string>

using namespace std;

const int N = 100010;

int val[N], pre[N], nex[N], idx;

void init() {
    idx = 2;
    nex[0] = 1;
    pre[1] = 0;
}

// 在下标为k的节点的后面插入节点
void insert(int k, int x) {
    val[idx] = x;
    pre[idx] = k;
    nex[idx] = nex[k];
    pre[nex[k]] = idx;
    nex[k] = idx;
    idx ++;
}

// 删除下标为k的节点的后面的节点
void remove(int k) {
    pre[nex[k]] = pre[k];
    nex[pre[k]] = nex[k];
}


int main() {
    int n;
    cin >> n;
    
    init();
    
    while (n --) {
        string opt;
        cin >> opt;
        
        if (opt == "L") {
            int x;
            cin >> x;
            
            insert(0, x);
        } else if (opt == "R") {
            int x;
            cin >> x;
            
            insert(pre[1], x);
        } else if (opt == "D") {
            int k;
            cin >> k;
            
            remove(k + 1);
        } else if (opt == "IR") {
            int k, x;
            cin >> k >> x;
            
            insert(k + 1, x);
        } else if (opt == "IL") {
            int k, x;
            cin >> k >> x;
            
            insert(pre[k + 1], x);
        }
    }
    
    
    for (int i = nex[0]; i != 1; i = nex[i]) cout << val[i] << " ";
    
    return 0;
}
posted @ 2021-11-20 15:14  moon_orange  阅读(18)  评论(0)  编辑  收藏  举报