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数据结构9-10

上一篇 / 下一篇 2010-07-04 20:48:06

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第九课

本课主题：循环链表与双向链表

教学目的：掌握循环链表的概念，掌握双向链表的的表示与实现

教学重点：双向链表的表示与实现

教学难点：双向链表的存储表示

授课内容：

一、复习线性链表的存储结构

二、循环链表的存储结构

循环链表是加一种形式的链式存储结构。它的特点是表中最后一个结点的指针域指向头结点。

循环链表的操作和线性链表基本一致，差别仅在于算法中的循环条件不是p或p->next是否为空，而是它们是否等于头指针。

三、双向链表的存储结构

提问：单向链表的缺点是什么？

提示：如何寻找结点的直接前趋。

双向链表可以克服单链表的单向性的缺点。

在双向链表的结点中有两个指针域，其一指向直接后继，另一指向直接前趋。

1、线性表的双向链表存储结构

typedef struct DulNode{

struct DulNode *prior;

ElemType data;

struct DulNode *next;

}DulNode,*DuLinkList;

对指向双向链表任一结点的指针d，有下面的关系：

d->next->priou=d->priou->next=d

即：当前结点后继的前趋是自身，当前结点前趋的后继也是自身。

2、双向链表的删除操作

Status ListDelete_DuL(DuLinkList &L,int i,ElemType &e){

if(!(p=GetElemP_DuL(L,i)))

return ERROR;

e=p->data;

p->prior->next=p->next;

p->next->prior=p->pror;

free(p);

return OK;

}//ListDelete_DuL

3、双向链表的插入操作

Status ListInsert_DuL(DuLinkList &L,int i,ElemType &e){

if(!(p=GetElemP_DuL(L,i)))

return ERROR;

if(!(s=(DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode)))) return ERROR;

s->data=e;

s->prior=p->prior;

p->prior->next=s;

s->next=p;

p->prior=s;

return OK;

}//ListInsert_DuL

四、一个完整的带头结点的线性边表类型定义：

typedef struct LNode{

ElemType data;

struct LNode *next;

}*Link,*Position;

typedef struct{

Link head,tail;

int len;

}LinkList;

Status MakeNode(Link &p,ElemType e);

//分配由p指向的值为e的结点，并返回OK；若分配失败，则返回ERROR

void FreeNode(Link &p);

//释放p所指结点

Status InitLinst(LinkList &L);

//构造一个空的线性链表L

Status DestroyLinst(LinkList &L);

//销毁线性链表L，L不再存在

Status ClearList(LinkList &L);

//将线性链表L重置为空表，并释放原链表的结点空间

Status InsFirst(Link h,Link s);

//已知h指向线性链表的头结点，将 s所指结点插入在第一个结点之前

Status DelFirst(Link h,Link &q);

//已知h指向线性链表的头结点，删除链表中的第一个结点并以q返回

Status Append(LinkList &L,Link s);

//将指针s所指(彼此以指针相链) 的一串结点链接在线性链表L的最后一个结点

//之后，并改变链表L的尾指针指向新的尾结点

Status Remove(LinkList &L,Link &q);

//删除线性链表L中的尾结点并以q 返回，改变链表L的尾指针指向新的尾结点

Status InsBefore(LinkList &L,Link &p,Link s);

//已知p指向线性链表L中的一个结点，将s所指结点插入在p所指结点之前，

//并修改指针p指向新插入的结点

Status InsAfter(LinkList &L,Link &p,Link s);

//已知p指向线性链表L中的一个结点，将s所指结点插入在p所指结点之后，

//并修改指针p指向新插入的结点

Status SetCurElem(Link &p,ElemType e);

//已知p指向线性链表中的一个结点，用e更新p所指结点中数据元素的值

ElemType GetCurElem(Link p);

//已知p指向线性链表中的一个结点，返回p所指结点中数据元素的值

Status ListEmpty(LinkList L);

//若线性链表L为空表，则返回 TRUE,否则返回FALSE

int ListLength(LinkList L);

//返回线性链表L中的元素个数

Position GetHead(LinkList L);

//返回线性链表L中头结点的位置

Position GetLast(LinkList L);

//返回线性链表L中最后一个结点的位置

Position PriorPos(LinkList L,Link p);

//已知p指向线性链表L中的一个结点，返回p所指结点的直接前趋的值

//若无前趋，返回NULL

Position NextPos(LinkList L,Link p);

//已知p指向线性链表L中的一个结点，返回p所指结点的直接后继的值

//若无后继，返回NULL

Status LocatePos(LinkList L,int i,Link &p);

//返回p指示线性链表L中第i个结点的位置并返回OK,i值不合法时返回ERROR

Position LocateElem(LinkList L,ElemType e,
Status(*compare)(ElemType,ElemType));

//返回线性链表L中第1个与e满足函数compare()判定关系的元素的位置，

//若下存在这样的元素，则返回 NULL

Status ListTraverse(LinkList L,Status(*visit)());

//依次对L的每个元素调用函数 visit()。一旦visit()失败，则操作失败。

五、总结本课内容

循环链表的存储结构

双向链表的存储结构

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第十课

本课主题：栈的表示与实现

教学目的：栈的数据类型定义、栈的顺序存储表示与实现

教学重点：栈的顺序存储表示与实现方法

教学难点：栈的定义

授课内容：

一、栈的定义

栈是限定仅在表尾进行插入或删除操作的线性表。

栈的表尾称为栈顶，表头称为栈底，不含元素的空表称为空栈。

栈的抽象数据类型定义：

ADT Stack{

数据对象:D={ai|ai(-ElemSet,i=1,2,...,n,n>=0}

数据关系:R1={<ai-1,ai>|ai-1,ai(-D,i=2,...,n}

基本操作:

InitStack(&S) 构造一个空栈S

DestroyStack(&S) 栈S存在则栈S被销毁

ClearStack(&S) 栈S存在则清为空栈

StackEmpty(S) 栈S存在则返回TRUE,否则FALSE

StackLength(S) 栈S存在则返回S的元素个数,即栈的长度

GetTop(S,&e) 栈S存在且非空则返回S的栈顶元素

Push(&S,e) 栈S存在则插入元素e为新的栈顶元素

Pop(&S,&e) 栈S存在且非空则删除S的栈顶元素并用e返回其值

StackTraverse(S,visit()) 栈S存在且非空则从栈底到栈顶依次对S的每个数据元素调用函数visit()一旦visit()失败,则操作失败

}ADT Stack

二、栈的表示和实现

栈的存储方式：

1、顺序栈:利用一组地址连续的存储单元依次存放自栈底到栈顶的数据元素,同时附设指针top指示栈顶元素在顺序栈中的位置

2、链栈:利用链表实现

顺序栈的类C语言定义:

typedef struct{

SElemType *base;

SElemType *top; //设栈顶栈底两指针的目的是便于判断栈是否为空

int StackSize; //栈的当前可使用的最大容量.

}SqStack;

顺序栈的的模块说明:

struct STACK {

SElemType *base;

SElemType *top;

int stacksize;

};

typedef struct STACK Sqstack;

Status InitStack(SqStack &S);

Status DestroyStack(SqStack &S);

Status ClearStack(SqStack &S);

Status StackEmpty(SqStack S);

int StackLength(SqStack S);

Status GetTop(SqStack S,SElemType &e);

Status Push(SqStack &S,SElemType e);

Status Pop(SqStack &S,SElemType &e);

Status StackTraverse(SqStack S,Status (*visit)());

Status InitStack(SqStack &S) {

S.base=(SelemType *)malloc(STACK_INIT_SIZE *sizeof(ElemType));

if(!S.base)exit(OVERFLOW);

S.top=S.base;

S.stacksize=STACK_INI_SIZE;

return OK;

}//IniStack

Status DestroyStack(SqStack &S); {

}//DestroyStack

Status ClearStack(SqStack &S); {

S.top=S.base;

} //ClearStack

Status StackEmpty(SqStack S); {

if(S.top==S.base) return TRUE;

else return FALSE;

} //StackEmpty

int StackLength(SqStack S); {

int i; SElemType *p;

i=0;

p=S.top;

while(p!=S.base) {p++; i++; }

} //stackLength

Status GetTop(SqStack S,SElemType &e); {

if(S.top==S.base) return ERROR;

e=*(S.top-1);

return OK;

} //GetTop

Status Push(SqStack &S,SElemType e); {

if(S.top - s.base>=S.stacksize) {

S.base=(ElemType *) realloc(S.base,

(S.stacksize + STACKINCREMENT) * sizeof(ElemType));

if(!S.base)exit(OVERFLOW);

S.top=S.base+S.stacksize;

S.stacksize+=STACKINCREMENT;

}

*S.top++=e;

return OK;

} //Push

Status Pop(SqStack &S,SElemType &e); {

if(S.top==S.base)

return ERROR;

e=*--S.top;

return OK;

}//Pop

Status StackTraverse(SqStack S,Status (*visit)()); {

}//StackTraverse

以上伪代码的C语言源码

三、总结

栈的定义

栈的顺序存储实现

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