线性表--静态链表

静态链表是一种特殊的单向链表，说它特殊是因为它既可以向链表一样通过“链”来确定数据间的关系，又不像链表一样可以随存随申请，随取隋释放，可以理解成预先申请了一块内存，在这块有限的内存里里面存储的对象并不是顺序排放的，但是每个对象都记录了下一个对象的位置“所谓的游标”

他的存，取，改的时间性能都是On的
插入，删除的时间性能开销为On，实际上插入的操作是O1的，但是插入前的查找是On的

• 优点：相比于顺序表，增加删除数据时只需修改游标即可
• 缺点：依然和顺序表一样，不能很好的确定预先设置内存的大小，且会存在空间浪费的情况，操作起来又比顺序表要复杂
  感觉这个数据结构并不好用，

链表的抽象数据类型定义如下:

• Initlist(*L) :福初始化操作， 建立一个空的线性表L。
• ListEmpty(L) :若线性表为空，返回true,否则返回false。
• ClearList (*L) :将线性表清空。
• GetElem(L,i,*e) :将线性表L中的第i个位置元素值返回给e。
• SetElem(L,i,*e) :将线性表L中的第i个位置元素值设置为e。
• LocateElem(L,e) :在线性表L中查找与给定值e相等的元素，如果查找成功，返回
• 该元素在表中序号表示成功;否则，返回0表示失败。
• ListInsert (*L,i,e) :在线性表L中的第i个位置插入新元素e。
• ListDelete(L,i,e) :删除线性表L中第i个位置元素，并用e返回其值。
• ListLength (L) :返回线性表L的元素个数。

#include "string.h"
#include "ctype.h"

#include "stdio.h"
#include "stdlib.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 */

/* 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];

Status visit(ElemType c)
{
    printf("%d ", c);
    return OK;
}

/* 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;
}

/* 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(StaticLinkList space)
{
    int j = space[MAXSIZE - 1].cur;
    if (j == 0)
        return TRUE;
    else
        return FALSE;
}

/* 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;
}

/* 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(StaticLinkList L, int i, ElemType *e)
{
    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;
    *e = L[j].data;
    return OK;
}

/* 初始条件：顺序线性表L已存在，1≤i≤ListLength(L) */
/* 操作结果：用e设置L中第i个数据元素的值 */
Status SetElem(StaticLinkList L, int i, ElemType *e)
{
    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[j].data = *e;
    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(StaticLinkList L, ElemType e)
{
    int i = L[MAXSIZE - 1].cur;
    int j = 0;
    while (i)
    {
        if (L[i].data == e)
            return j;
        i = L[i].cur;
        ++j;
    }

    return 0;
}

/*  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, ElemType *e)
{
    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;
    *e = L[j].data;
    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;
}

/* 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(StaticLinkList L)
{
    int i = L[MAXSIZE - 1].cur; //找到第一个元素的下标
    int j, k;
    ElemType e;
    k = ListLength(L);
    for (j = 1; j <= k; j++)
    {
        ListDelete(L, 1, &e);
    }
    L[MAXSIZE - 1].cur = 0;

    return OK;
}

int main()
{
    StaticLinkList L;
    ElemType e;
    Status i, j, k;

    i = InitList(L);
    printf("初始化L后：L.length=%d\n", ListLength(L));

    for (j = 0x1; j <= 0x5; j++)
        i = ListInsert(L, 1, j + 5);
    printf("在L的表头依次插入1～5后：L.data= \r\n");

    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 + 7);
    printf("在L的表尾依次插入1～10后：L.data= \r\n");
    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);

    printf("测试结束\r\n");
    return 0;
}

test

./StaticLinkList
初始化L后：L.length=0
在L的表头依次插入1～5后：L.data= 
10 9 8 7 6 ListLength(L)=5 
L是否空：i=0(1:是 0:否)
清空L后：ListLength(L)=0
L是否空：i=1(1:是 0:否)
在L的表尾依次插入1～10后：L.data= 
8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 ListLength(L)=10 
在L的表头插入0后：L.data=0 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 ListLength(L)=11 
第5个元素的值为：11
没有值为3的元素
没有值为4的元素
删除第12个数据失败
删除第11个的元素值为：17
依次输出L的元素：0 8 9 10 11 12 13 14 15 16 删除第5个的元素值为：11
依次输出L的元素：0 8 9 10 12 13 14 15 16 测试结束