数据结构基础——线性表的基本操作(纯基础）

基本结构

首先我们声明我们所使用的数据类型(也可不做此声明，后续的dataType换成你所用的类型即可)

typedef int dataType;

定义基本数据结构，数组or链表

//数组表示
typedef struct
{
    vector<dataType> val;   //vector定义
    //或 dataType *val; //指针形式定义
    int length;
}Array;
//链表形式
typedef struct node
{
    dataType val;
    struct node *next;
}Node;
typedef struct
{
    Node *head;
    int length;
}List;

后续的基本操作中我们也会对两种表示形式分别编写相关代码

线性表的创建(初始化)

由于在数组形式中，用vector定义的val和指针类型的val初始化时会有所区别，这里也分别进行介绍
这里我们用一个已经存有数据的数组去初始化我们的线性表

//L为线性表的引用，num是已有数据的数组，n为num中元素个数，且num中元素位置为0-n-1
//数组表示( vector<dataType> val; )
void InitArray(Array &L,dataType *num,int n)    
{
    int i;
    L.val.resize(n);
    L.length = n;
    for(i=0;i<n;i++)
        L.val[i] = num[i];
}
//数组表示( dataType *val; )
void InitArray(Array &L,dataType *num,int n)
{
    int i;
    L.val = new dataType[n];
    L.length = n;
    for(i=0;i<n;i++)
        L.val[i] = num[i];
}
//链表形式，这里我们将头节点置空，仅作为一个标识
void InitList(List &L,dataType *num,int n)
{
    int i;
    L.length = n;
    L.head = new Node;
    Node *p = L.head;
    for(i=0;i<n;i++)
    {
        p->next = new Node;
        p = p->next;
        p->val = num[i];
    }
    p->next = NULL; //链表的结束
}

线性表的显示

//数组表示
void ShowArray(Array &L)
{
    int i;
    for(i=0;i<L.length;i++)
        cout << L.val[i] << ' ';
    cout << endl;
}
//链表形式
void ShowList(List &L)
{
    Node *p = L.head->next;
    while(p)
    {
        cout << p->val << ' ';
        p = p->next;
    }
    cout << endl;
}

数据插入

在对数组表示的线性表进行数据插入时,如果是用vector定义的数组,如果空间不够,我们可以动态分配空间,但对于指针定义的数组,就必须保证有足够空间放置插入的数据

//num为插入值,n为插入的位置,由于数组从0开始,实际插入位置为n-1
//数组表示( vector<dataType> val; )
void InsertData_array(Array &L,dataType num,int n)
{
    int i;
    L.length++;
    L.val.reserve(L.length);    //在空间不够时会补足空间
    for(i=L.length-1;i>=n;i--)
        L.val[i] = L.val[i-1];
    L.val[i] = num;
}
//数组表示( dataType *val; )
void InsertData_array(Array &L,dataType num,int n)
{
    //必须保证数组有足够的空间,不然会报错
    int i;
    L.length++;
    for(i=L.length-1;i>=n;i--)
        L.val[i] = L.val[i-1];
    L.val[i] = num;
}
//链表形式
void InsertData_list(List &L,datetype num,int n)
{
    int i = 0;
    Node *p = L.head;
    Node *temp = new Node;
    temp->val = num;
    L.length++;
    while(p->next)
    {
        i++;
        if(i==n)
        {
            temp->next = p->next;
            p->next = temp;
            break;
        }
        p = p->next;
    }
    if(n == L.length) //如果加在末尾
    {
        p->next = temp;
        temp->next = NULL;
    }
}

数据删除

查找指定元素并进行删除第一次出现的该元素,删除成功返回1,为找到该元素删除失败返回0

//数组表示
int DeleteData_array(Array &L,dataType num)
{
    int i,j;
    for(i=0;i<L.length;i++)
        if(L.val[i]==num)
        {
            for(j=i;j<L.length-1;j++)
                L.val[j] = L.val[j+1];
            L.length--;
            return 1;
        }
    return 0;
}
//链表形式
int DeleteData_list(List &L,dataType num)
{
    Node *p = L.head;
    Node *temp;
    while(p->next)
    {
        if(p->next->val==num)
        {
            temp = p->next;
            p->next = p->next->next;
            delete temp;
            L.length--;
            return 1;
        }
        p = p->next;
    }
    return 0;
}

线性表的归并

对于数组表示的线性表来讲,将两个有序线性表归并到其中一个里,需要将其后的部分整体后移,会一定程度地增大时间复杂度,因此我们采取异地归并的策略,即将两个有序线性表归并到另一个线性表中;而对于链表形式做本地归并即可

//注意要保证存放结果的L有充足的空间
//数组表示
void MergeArray(Array &L1,Array &L2,Array &L)
{
    int i=0,j=0,k=0;
    while(i<L1.length&&j<L2.length)
    {
        if(L1.val[i]<=L2.val[j])
        {
            L.val[k] = L1.val[i];
            i++;
            k++;
        }
        else
        {
            L.val[k] = L2.val[j];
            j++;
            k++;
        }
    }
    while(i<L1.length)
    {
        L.val[k] = L1.val[i];
        i++;
        k++;
    }
    while(j<L2.length)
    {
        L.val[k] = L2.val[j];
        j++;
        k++;
    }
    L.length = L1.length+L2.length;
}
//链表形式
//将L2和L1归并到L1中
void MergeList(List &L1,List L2)
{
    Node *p = L1.head;
    Node *temp;
    while(p->next && L2.head->next)
    {
        if(p->next->val<=L2.head->next->val)
        {
            p = p->next;
        }
        else 
        {
            temp = L2.head->next;
            L2.head->next = L2.head->next->next;
            temp->next = p->next;
            p->next = temp;
        }
    }
    if(L2.head->next)
    {
        p->next = L2.head->next;
        L2.head->next =NULL;
    }
    L1.length+=L2.length;
}