靜態鏈表的表示和實現

硬核：

靜態鏈表的基本操作，底層實現

#include<cstdio>
#include<cstdlib> 
#define MAXSIZE 1000	//鏈表的最大長度 
#define ElemType int 
#define Status int 

using namespace std;
//靜態鏈表的結構（數據域、遊標） 
typedef struct {
	ElemType data;		//數據域 
	int cur;	//遊標域或者指針域
}component,SLinkList[MAXSIZE];

//創建備用列表 
void InitSpace_SL(SLinkList &space){
	//將一維數組space中分量鏈成一個備用備用鏈表，space[0].cur 爲備用頭指針
	//“0”表示空指針
	for(int i=0;i<MAXSIZE-1;i++){
		space[i].cur = i+1;		//將每個數組分量鏈接到一起 
	} 
	//最後一個指針爲0
	space[MAXSIZE-1].cur = 0; 
} 

//提取分配空間（申請一個空閒結點）  
int Malloc_SL(SLinkList &space){
	//若備用空間鏈表非空，則返回分配的結點下標，否則返回0
	int i = space[0].cur;
	if(space[0].cur)
		space[0].cur = space[i].cur;
	return i;
} 

//釋放空閒結點
void Free_SL(SLinkList &space, int k){
	//將下標爲k的空閒結點回收到備用鏈表
	space[k].cur = space[0].cur;	//回收結點的“遊標”指向備用鏈表的頭結點之後節點（即第一個結點） 
	space[0].cur = k; 	//備用鏈表的頭結點指向新回收的結點 
}
 
//創建靜態鏈表（書上的，就是標記最後一個結點的遊標爲0） 
void CreatList_SL(SLinkList &space,int n){
	InitSpace_SL(space);	//初始化備用空間 
	int S = MAXSIZE-1; 
	//將數組最後一個結點當做靜態鏈表（非備用鏈表）的頭結點
	int r=S;		//r指向當前鏈表的最後結點 
	for(int j=1;j<=n;j++){		//建立鏈表 
		int i = Malloc_SL(space);	//分配結點 
		scanf("%d",&space[i].data);		//輸入元素值
		space[r].cur = i;		//插入到表尾 
		r=i;		//更新表尾 
	}
	space[r].cur = 0;		//尾結點的指針爲空 
	printf("創建成功\n"); 
} 

//獲取靜態鏈表長度 
int LengthList_SL(SLinkList space){
	int i=space[MAXSIZE-1].cur,count=0;	
	while(i){
		i=space[i].cur;
		count++;
	}
	printf("長度爲：%d\n",count);
	return count;
} 

//遍歷靜態鏈表
void TraverseList_SL(SLinkList space){
	printf("遍歷鏈表：");
	int i = space[MAXSIZE-1].cur;	//i指向表中的第1個結點的位序 
	while(i) {		//遍歷 
		printf("%d ",space[i].data); 
		i = space[i].cur;	//指向下一個元素	 
	}
	printf("\n");
} 

//在靜態鏈表中查找第1個值爲e的元素
void LocateElem_SL(SLinkList space,ElemType e){
	int i = space[MAXSIZE-1].cur;	//i指向表中的第1個結點的位序	
	int local = 1; 		//初始化其序爲1 
	while(i && (space[i].data != e)){		//當結點存在並且數據域不等於e 
		i = space[i].cur;	//指向下一個元素 
		local++;	//位序加1 
	}
	if(i==0){		//如果i已經到了最後一個元素的遊標（爲0）則說明前面沒有符合要求的元素值 
		printf("該元素不存在\n");
	}else{	
		printf("第一個值爲%d的位序爲：%d\n",e,local);
	}
} 

//用e返回線性表中第i個元素的值
void GetList_SL(SLinkList space,int i){
	int s=space[MAXSIZE-1].cur;		
	int j=1;
	while(s && j<i){
		s=space[s].cur;
		j++;
	} 
	if(s==0){		//如果i已經到了最後一個元素的遊標（爲0）則說明前面沒有符合要求的元素值 
		printf("位序錯誤\n");
	}else{	
		printf("第%d個元素的值爲：%d\n",i,space[s].data);
	}
} 

//清空鏈表
void ClearList_SL(SLinkList &space){
	int i = space[MAXSIZE-1].cur;
	while(i){
		int j = i;
		i = space[i].cur;
		Free_SL(space,j);
	} 
	space[MAXSIZE-1].cur = 0;
	printf("清空鏈表成功\n");
} 

//在L中第i個元素之前插入數據元素e
Status ListInsert_SL(SLinkList &space,int i,ElemType e){
	if(i<1 || i> LengthList_SL(space)+1){	//檢查插入位置是否正確 
		printf("插入位置錯誤\n");
		return 0;
	}
	int j = Malloc_SL(space);	//申請新結點
	int k = MAXSIZE-1;
	if(j){	//如果結點申請成功 
		space[j].data = e;	//賦值給結點
		for(int l=1;l<i;l++){	//找到第i-1個結點 
			k = space[k].cur;	//指向下一個結點 
		} 
		space[j].cur = space[k].cur;	//新結點指向第i-1個元素後的元素
		space[k].cur = j;		//第i-1個元素指向新結點 
	} 
	printf("插入成功\n");
		return 0;
} 

//刪除L中第i個元素，並返回其值
Status ListDelete_SL(SLinkList &space,int i,ElemType e){
	if(i<1 || i> LengthList_SL(space)){	//檢查插入位置是否正確 
		printf("刪除位置錯誤\n");
		return 0;
	}
	int k = MAXSIZE-1;	
	for(int l=1;l<i;l++){	//找到第i-1個結點 
		k = space[k].cur;	//指向下一個結點 
	} 
	int j = space[k].cur;		//j爲將刪除的結點
	space[k].cur = space[j].cur;	//將i-1結點的指針域和i+1的指針域連接起來
	e = space[j].data;		//賦值e
	Free_SL(space,j);
	printf("刪除%d個元素%d成功\n",i,e);
	return 0; 
} 

//查找前驅 cur_e不是第一個元素
Status PriorElem_SL(SLinkList space,ElemType cur_e,ElemType pre_e){
	int i = space[MAXSIZE-1].cur;
	if(cur_e == space[i].data){
		printf("第一個元素沒有前驅\n");
		return 0; 
	}
	while(i && cur_e != space[i].data){
		pre_e = space[i].data;	//將前驅結點置爲當前結點
		i = space[i].cur;		//指向下一個結點 
	} 
	if(i==0){
		printf("該元素不存在\n");
	}else{
		printf("%d的前驅是%d\n",cur_e,pre_e);
	} 
	return 0;
} 

//查找後繼元素  cur_e不是最後一個元素
Status NextElem_Sq(SLinkList space,ElemType cur_e,ElemType next_e){
	int i = space[MAXSIZE-1].cur;
	int j;	//用j標記查找的結點 
	while(i && cur_e != space[i].data){
		i = space[i].cur;		//指向下一個結點
	}
	if(i==0){
		printf("該元素不存在\n");
	}else{
		i = space[i].cur;
		if(i==0){
			printf("最後一個元素沒有後繼\n");
		}else{
			next_e = space[i].data;
			printf("%d的後繼是%d\n",cur_e,next_e);	
		}
	} 
	return 0;
} 


//判斷是否爲空
bool EmptyList_SL(SLinkList space){
	if(space[MAXSIZE-1].cur==0){	//判斷其鏈表的頭指針的遊標是否爲0 
		printf("鏈表爲空\n"); 
		return true;
	}else{
		printf("鏈表不爲空\n"); 
		return false;
	}
} 

int main(){
	SLinkList space; 
	int n,a,b,d,e,f,g,h,i,j,k;
	printf("請輸入建立鏈表的元素個數:\n");
	scanf("%d",&n);		//輸入鏈表的個數 
	CreatList_SL(space,n);
	EmptyList_SL(space);
	LengthList_SL(space);
	TraverseList_SL(space);
	printf("請輸入查找的元素值:");
	scanf("%d",&a);		//輸入查找的元素值
	LocateElem_SL(space,a); 
	printf("請輸入查找的位序:");
	scanf("%d",&b);		//輸入查找的位序
	GetList_SL(space,b);
	printf("請輸入插入的位序和值:");
	scanf("%d%d",&d,&e);		//輸入插入的位序和值
	ListInsert_SL(space,d,e);
	TraverseList_SL(space);
	LengthList_SL(space);
	printf("請輸入刪除的位序:");
	scanf("%d",&f);
	ListDelete_SL(space,f,g);
	TraverseList_SL(space);
	LengthList_SL(space);
	printf("請輸入查找的元素（返回其前驅）:");
	scanf("%d",&h);
	PriorElem_SL(space,h,i);
	printf("請輸入查找的元素（返回其後繼）:");
	scanf("%d",&j);
	NextElem_Sq(space,j,k);
	ClearList_SL(space);
	return 0; 
}