C++线性数据结构链表
数据结构中linklist的理解
数据结构中linklist的理解LinkList(链表)的理解。
在数据结构中,链表(LinkList)是一种基本的数据结构,它由一系列节点组成,每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。
链表是一种线性数据结构,它可以用来表示一系列元素的顺序。
与数组不同,链表中的元素在内存中不是连续存储的,而是通过指针相互连接起来的。
这种特性使得链表具有一些独特的优势和应用场景。
链表的基本结构。
链表由节点组成,每个节点包含两部分,数据和指针。
数据部分用来存储元素的值,指针部分用来指向下一个节点。
链表的第一个节点称为头节点,最后一个节点称为尾节点,尾节点的指针指向空值(NULL)。
链表的分类。
链表可以分为单向链表、双向链表和循环链表三种基本类型。
单向链表,每个节点只包含一个指针,指向下一个节点。
双向链表,每个节点包含两个指针,分别指向前一个节点和后一个节点。
循环链表,尾节点的指针指向头节点,形成一个闭环。
不同类型的链表适用于不同的场景,选择合适的链表类型可以提高数据操作的效率。
链表的优势。
链表相对于数组有一些明显的优势:插入和删除操作高效,由于链表中的元素不是连续存储的,插入和删除操作可以在常数时间内完成,而数组中的插入和删除操作需要移动大量元素,时间复杂度为O(n)。
动态扩展,链表的大小可以动态调整,不需要预先分配固定大小的内存空间。
链表的应用场景。
由于链表的优势,它在一些特定的应用场景中得到了广泛的应用:LRU缓存,链表可以用来实现LRU(Least Recently Used)缓存淘汰算法,当缓存空间不足时,链表可以高效地删除最久未使用的元素。
大整数运算,链表可以用来表示大整数,实现大整数的加减乘除运算。
图论算法,在图论算法中,链表常常用来表示图的邻接表,用于表示图中的顶点和边的关系。
链表的实现。
链表的实现可以使用指针或者引用来表示节点之间的关系。
在C语言中,可以使用指针来表示节点之间的连接关系;在Java等语言中,可以使用引用来表示节点之间的连接关系。
c语言数据结构名词解释
C语言数据结构名词解释摘要本文档旨在解释和介绍C语言中常用的数据结构相关的名词,包括数组、链表、栈、队列和树等。
通过对这些名词的解释,读者可以更好地理解这些数据结构在C语言中的应用和原理。
目录1.[数组](#1-数组)2.[链表](#2-链表)3.[栈](#3-栈)4.[队列](#4-队列)5.[树](#5-树)1.数组数组是一种线性数据结构,用来存储一组相同类型的元素。
在C语言中,数组的大小是固定的,即在定义时需要指定数组的长度。
数组可以通过索引来访问和修改其中的元素,索引从0开始。
2.链表链表是一种动态数据结构,由一系列节点组成,节点包含数据和指向下一个节点的指针。
与数组不同,链表的大小可以动态增长或缩小。
链表分为单向链表和双向链表两种形式,其中双向链表的节点还包含指向前一个节点的指针。
3.栈栈是一种后进先出(L I FO)的数据结构,类似于现实生活中的弹夹。
栈有两个基本操作:入栈(p us h)和出栈(po p)。
入栈将数据添加到栈的顶部,而出栈则将栈顶的数据移除。
4.队列队列是一种先进先出(FI FO)的数据结构,类似于现实生活中的排队。
队列有两个基本操作:入队(en qu eu e)和出队(de qu eu e)。
入队将数据添加到队列的末尾,而出队则将队列开头的数据移除。
5.树树是一种分层的数据结构,由节点和边组成。
每个节点可以有零个或多个子节点,其中一个节点被称为根节点,没有父节点的节点称为叶子节点。
树在实际应用中常用于表示分层结构,如文件系统和组织结构等。
结论本文档对C语言中常用的数据结构名词进行了解释和介绍,包括数组、链表、栈、队列和树等。
通过阅读本文档,读者可以更好地理解这些数据结构在C语言中的应用和原理。
在实际编程中,选择适合的数据结构对于提高程序的效率和减少资源占用非常重要。
c链表库函数
c链表库函数全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:C语言是一种广泛应用于系统编程的高级语言,而链表(Linked List)是C语言中常用的数据结构之一。
在C语言中,链表并不像数组一样有现成的库函数可以直接调用,需要通过自定义函数来实现链表的操作。
为了方便使用链表,不少开发者封装了链表操作的库函数,提供了一些常用的链表操作接口,以供开发者使用。
本文将介绍一些常见的C链表库函数及其用法。
一、链表的概念及基本操作链表是一种线性表的存储结构,由若干节点(Node)组成,每个节点包含数据域和指针域。
数据域用于存放数据,指针域用于指向下一个节点。
链表的最后一个节点指针域为空(NULL),表示链表的末尾。
常见的链表操作包括创建链表、插入节点、删除节点、遍历链表、查找节点等。
下面我们来看看C语言中常用的链表库函数。
二、常见的C链表库函数1. 创建链表在C语言中,创建链表的函数通常包括初始化链表头节点和链表节点的操作。
```#include <stdio.h>#include <stdlib.h>//定义链表节点typedef struct node {int data;struct node* next;} Node;2. 插入节点插入节点是链表操作中的重要操作,可以在链表的任意位置插入新节点。
常见的插入方式包括头部插入和尾部插入。
```//头部插入节点void insertNodeAtHead(Node* head, int data) {Node* newNode = (Node*)malloc(sizeof(Node));newNode->data = data;newNode->next = head->next;head->next = newNode;}以上是常见的C链表库函数,这些函数可以帮助我们更方便地操作链表。
在实际开发中,可以根据需要自定义更多的链表操作函数,以满足具体的需求。
数据结构详细简介
数据结构详细简介数据结构是计算机科学中非常重要的概念,它是用于组织和存储数据的方法和技术。
这些数据结构可以帮助我们有效地处理和操作数据,在解决实际问题中起到关键作用。
本文将详细介绍几种常见的数据结构,并探讨它们的特点和应用场景。
一、数组(Array)数组是一种线性数据结构,它由一系列相同类型的元素组成,这些元素按照顺序存储在连续的内存空间中。
数组的访问和修改操作非常高效,可以通过下标直接定位元素。
然而,数组的大小在创建时就需要确定,并且不能方便地插入或删除元素。
二、链表(Linked List)链表是另一种常见的线性数据结构,它通过节点来存储数据,并通过指针将这些节点链接在一起。
链表允许动态地插入和删除元素,相对于数组而言更加灵活。
然而,链表的访问效率较低,需要从头节点开始逐个遍历。
三、栈(Stack)栈是一种特殊的线性数据结构,它采用“后进先出”的原则。
栈具有两个主要操作,即入栈(Push)和出栈(Pop),可以在栈的顶部插入和删除元素。
栈经常用于处理符号匹配、逆波兰表达式等问题。
四、队列(Queue)队列也是一种线性数据结构,它采用“先进先出”的原则。
队列有两个关键操作,即入队(Enqueue)和出队(Dequeue),分别用于在队尾插入元素和在队头删除元素。
队列常用于任务调度、消息传递等场景。
五、树(Tree)树是一种非线性数据结构,它由一组节点和连接这些节点的边组成。
树的最顶部节点称为根节点,每个节点可以有零个或多个子节点。
树的应用非常广泛,如二叉树用于排序和搜索,平衡树用于数据库索引等。
六、图(Graph)图是一种复杂的非线性数据结构,它由顶点(Vertex)和边(Edge)组成。
图可以用来表示现实生活中的网络结构,如社交网络、地图等。
图的分析和算法设计都具有一定难度,广度优先搜索和深度优先搜索是常用的图算法。
七、哈希表(Hash Table)哈希表是一种根据关键字直接访问存储位置的数据结构,它通过哈希函数将关键字映射为数组的索引。
数据结构(C语言版)
比较
Prim算法适用于稠密图, Kruskal算法适用于稀疏图;
两者时间复杂度相近,但 Kruskal算法需额外处理并查
集数据结构。
最短路径算法设计思想及实现方法比较
1 2
Dijkstra算法
从源点出发,每次找到距离源点最近的顶点并更 新距离值,直至所有顶点距离确定。适用于不含 负权边的图。
Floyd算法
特殊二叉树
满二叉树、完全二叉树等。
二叉树的遍历与线索化
二叉树的遍历
前序遍历、中序遍历、后序遍历和层 次遍历是二叉树的四种基本遍历方法 。
线索化二叉树
为了方便查找二叉树节点的前驱和后 继,可以对二叉树进行线索化处理, 即在节点的空指针域中存放指向前驱 或后继的指针。
树和森林的遍历与转换
树的遍历
01
串的顺序存储结构
01
02
03
串的顺序存储结构是用 一组地址连续的存储单 元来存储串中的字符序
列的。
按照预定义的大小,为 每个定义的串变量分配 一个固定长度的存储区 ,一般是用定长数组来
定义。
串值的存储:将实际串 长度值保存在数组的0下 标位置,串的字符序列 依次存放在从1开始的数
组元素中。
串的链式存储结构
03
比较
DFS空间复杂度较低,适用于递 归实现;BFS可找到最短路径, 适用于非递归实现。
最小生成树算法设计思想及实现方法比较
Prim算法
从某一顶点开始,每次选择当 前生成树与外界最近的边加入 生成树中,直至所有顶点加入
。
Kruskal算法
按边权值从小到大排序,依次 选择边加入生成树中,保证不
形成环路。
数据结构(C语言版)
数据结构考试试题及答案
数据结构考试试题及答案数据结构考试试题及答案数据结构是计算机科学中非常重要的一门课程,它涉及到了计算机程序设计中的数据组织、存储和管理等方面。
在学习数据结构的过程中,掌握基本的数据结构类型、操作和算法是非常重要的。
为了帮助大家更好地掌握数据结构,下面将提供一些常见的数据结构考试试题及答案。
一、选择题1. 下面哪个不是线性数据结构?A. 数组B. 链表C. 栈D. 队列答案:D. 队列2. 下面哪个数据结构可以实现先进先出(FIFO)的操作?A. 栈B. 队列C. 链表D. 树答案:B. 队列3. 下面哪个数据结构可以实现后进先出(LIFO)的操作?A. 栈B. 队列C. 链表D. 树答案:A. 栈4. 下面哪个数据结构可以实现快速查找和插入操作?A. 数组B. 链表C. 栈D. 队列答案:A. 数组5. 下面哪个数据结构可以实现快速查找和删除操作?A. 数组B. 链表C. 栈D. 队列答案:B. 链表二、填空题1. 请写出数组的插入操作的时间复杂度。
答案:O(n)2. 请写出链表的删除操作的时间复杂度。
答案:O(1)3. 请写出栈的出栈操作的时间复杂度。
答案:O(1)4. 请写出队列的入队操作的时间复杂度。
答案:O(1)5. 请写出二叉搜索树的查找操作的时间复杂度。
答案:O(log n)三、简答题1. 什么是数据结构?答案:数据结构是计算机存储、组织数据的方式,它定义了数据的逻辑结构和存储结构,以及对数据进行操作的算法。
2. 请解释什么是时间复杂度和空间复杂度。
答案:时间复杂度是衡量算法执行时间的度量,它表示算法执行所需的时间与问题规模之间的关系。
空间复杂度是衡量算法所需的存储空间的度量,它表示算法所需的存储空间与问题规模之间的关系。
3. 请解释什么是递归算法,并给出一个例子。
答案:递归算法是一种自己调用自己的算法。
一个经典的例子是计算斐波那契数列的第n项。
代码如下:```int fibonacci(int n) {if (n <= 1) {return n;}return fibonacci(n-1) + fibonacci(n-2);}```以上就是一些常见的数据结构考试试题及答案。
数据结构(c语言版)课后习题答案完整版
数据结构(c语言版)课后习题答案完整版数据结构(C语言版)课后习题答案完整版一、数据结构概述数据结构是计算机科学中一个重要的概念,用来组织和存储数据,使之可以高效地访问和操作。
在C语言中,我们可以使用不同的数据结构来解决各种问题。
本文将提供完整版本的C语言数据结构的课后习题答案。
二、顺序表1. 顺序表的定义和基本操作顺序表是一种线性表,其中的元素在物理内存中连续地存储。
在C 语言中,我们可以通过定义结构体和使用指针来实现顺序表。
以下是顺序表的一些基本操作的答案:(1)初始化顺序表```ctypedef struct{int data[MAX_SIZE];int length;} SeqList;void InitList(SeqList *L){L->length = 0;}```(2)插入元素到顺序表中```cbool Insert(SeqList *L, int pos, int elem){if(L->length == MAX_SIZE){return false; // 顺序表已满}if(pos < 1 || pos > L->length + 1){return false; // 位置不合法}for(int i = L->length; i >= pos; i--){L->data[i] = L->data[i-1]; // 向后移动元素 }L->data[pos-1] = elem;L->length++;return true;}```(3)删除顺序表中的元素```cbool Delete(SeqList *L, int pos){if(pos < 1 || pos > L->length){return false; // 位置不合法}for(int i = pos; i < L->length; i++){L->data[i-1] = L->data[i]; // 向前移动元素 }L->length--;return true;}```(4)查找顺序表中的元素```cint Search(SeqList L, int elem){for(int i = 0; i < L.length; i++){if(L.data[i] == elem){return i + 1; // 找到元素,返回位置 }}return -1; // 未找到元素}```2. 顺序表习题解答(1)逆置顺序表```cvoid Reverse(SeqList *L){for(int i = 0; i < L->length / 2; i++){int temp = L->data[i];L->data[i] = L->data[L->length - 1 - i]; L->data[L->length - 1 - i] = temp;}}```(2)顺序表元素去重```cvoid RemoveDuplicates(SeqList *L){for(int i = 0; i < L->length; i++){for(int j = i + 1; j < L->length; j++){if(L->data[i] == L->data[j]){Delete(L, j + 1);j--;}}}}```三、链表1. 单链表单链表是一种常见的链式存储结构,每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。
常用的数据结构
常用的数据结构1、线性数据结构:典型的有:数组、栈、队列和线性表(1)数组和链表a、数组:存放着一组相同类型的数据,需要预先指定数组的长度,有一维数组、二维数组、多维数组等b、链表:链表是C语言中一种应用广泛的结构,它采用动态分配内存的形式实现,用一组任意的存储单元存放数据元素链表的,一般为每个元素增设指针域,用来指向后继元素c、数组和链表的区别:从逻辑结构来看:数组必须事先定义固定的长度,不能适应数据动态地增减的情况;链表动态地进行存储分配,可以适应数据动态地增减的情况,且可以方便地插入、删除数据项(数组中插入、删除数据项时,需要移动其它数据项)从内存存储来看:(静态)数组从栈中分配空间(用NEW创建的在堆中), 对于程序员方便快速,但是自由度小;链表从堆中分配空间, 自由度大但是申请管理比较麻烦从访问方式来看:数组在内存中是连续存储的,因此,可以利用下标索引进行随机访问;链表是链式存储结构,在访问元素的时候只能通过线性的方式由前到后顺序访问,所以访问效率比数组要低(2)栈、队列和线性表:可采用顺序存储和链式存储的方法进行存储顺序存储:借助数据元素在存储空间中的相对位置来表示元素之间的逻辑关系链式存储:借助表示数据元素存储地址的指针表示元素之间的逻辑关系a、栈:只允许在序列末端进行操作,栈的操作只能在栈顶进行,一般栈又被称为后进先出或先进后出的线性结构顺序栈:采用顺序存储结构的栈称为顺序栈,即需要用一片地址连续的空间来存储栈的元素,顺序栈的类型定义如下:b、队列:只允许在序列两端进行操作,一般队列也被称为先进先出的线性结构循环队列:采用顺序存储结构的队列,需要按队列可能的最大长度分配存储空空,其类型定义如下:链队列:采用链式存储结构的队列称为链队列,一般需要设置头尾指针只是链表的头尾结点:c、线性表:允许在序列任意位置进行操作,线性表的操作位置不受限制,线性表的操作十分灵活,常用操作包括在任意位置插入和删除,以及查询和修改任意位置的元素顺序表:采用顺序存储结构表示的线性表称为顺序表,用一组地址连续的存储单元一次存放线性表的数据元素,即以存储位置相邻表示位序相继的两个元素之间的前驱和后继关系,为了避免移动元素,一般在顺序表的接口定义中只考虑在表尾插入和删除元素,如此实现的顺序表也可称为栈表:线性表:一般包括单链表、双向链表、循环链表和双向循环链表单链表:双向链表:线性表两种存储结构的比较:顺序表:优点:在顺序表中,逻辑中相邻的两个元素在物理位置上也相邻,查找比较方便,存取任一元素的时间复杂度都为O(1)缺点:不适合在任意位置插入、删除元素,因为需要移动元素,平均时间复杂度为O(n)链表:优点:在链接的任意位置插入或删除元素只需修改相应指针,不需要移动元素;按需动态分配,不需要按最大需求预先分配一块连续空空缺点:查找不方便,查找某一元素需要从头指针出发沿指针域查找,因此平均时间复杂度为O(n)2、树形结构:结点间具有层次关系,每一层的一个结点能且只能和上一层的一个结点相关,但同时可以和下一层的多个结点相关,称为“一对多”关系,常见类型有:树、堆(1)二叉树:二叉树是一种递归数据结构,是含有n(n>=0)个结点的有限集合,二叉树具有以下特点:二叉树可以是空树;二叉树的每个结点都恰好有两棵子树,其中一个或两个可能为空;二叉树中每个结点的左、右子树的位置不能颠倒,若改变两者的位置,就成为另一棵二叉树(2)完全二叉树:从根起,自上而下,自左而右,给满二叉树的每个结点从1到n连续编号,如果每个结点都与深度为k的满二叉树中编号从1至n的结点一一对应,则称为完全二叉树a、采用顺序存储结构:用一维数组存储完全二叉树,结点的编号对于与结点的下标(如根为1,则根的左孩子为2*i=2*1=2,右孩子为2*i+1=2*1+1=2)b、采用链式存储结构:二叉链表:三叉链表:它的结点比二叉链表多一个指针域parent,用于执行结点的双亲,便于查找双亲结点两种存储结构比较:对于完全二叉树,采用顺序存储结构既能节省空间,又可利用数组元素的下标值确定结点在二叉树中的位置及结点之间的关系,但采用顺序存储结构存储一般二叉树容易造成空间浪费,链式结构可以克服这个缺点(3)二叉查找树:二叉查找树又称二叉排序树,或者是一课空二叉树,或者是具有如下特征的二叉树:a、若它的左子树不空,则左子树上所有结点的值均小于根结点的值b、若它的右子树不空,则右子树上所有结点的值均大于根结点的值c、它的左、右子树也分别是二叉查找树(4)平衡二叉树:平衡二叉查找树简称平衡二叉树,平衡二叉树或者是棵空树,或者是具有下列性质的二叉查找树:它的左子树和右子树都是平衡二叉树,且左子树和右子树的高度之差的绝对值不超过1平衡二叉树的失衡及调整主要可归纳为下列四种情况:LL型、RR型、LR型、RL 型(5)树:树是含有n(n>=0)个结点的有限集合,在任意一棵非空树种:a、有且仅有一个特定的称为根的结点b、当n>1时,其余结点可分为m(m>0)个互不相交的有限集T1,T2,...,Tm,其中每一个集合本身又是一棵树,并且T1,T2,...,Tm称为根的子树(6)堆:堆是具有以下特性的完全二叉树,其所有非叶子结点均不大于(或不小于)其左右孩子结点。
C语言数据结构线性表的基本操作实验报告
实验一线性表的基本操作一、实验目的与基本要求1.掌握数据结构中的一些基本概念。
数据、数据项、数据元素、数据类型和数据结构,以及它们之间的关系。
2.了解数据的逻辑结构和数据的存储结构之间的区别与联系;数据的运算与数据的逻辑结构的关系。
3.掌握顺序表和链表的基本操作:插入、删除、查找以及表的合并等运算。
4.掌握运用C语言上机调试线性表的基本方法。
二、实验条件1.硬件:一台微机2.软件:操作系统和C语言系统三、实验方法确定存储结构后,上机调试实现线性表的基本运算。
四、实验内容1.建立顺序表,基本操作包括:初始化,建立一个顺序存储的链表,输出顺序表,判断是否为空,取表中第i个元素,定位函数(返回第一个与x相等的元素位置),插入,删除。
2.建立单链表,基本操作包括:初始化,建立一个链式存储的链表,输出顺序表,判断是否为空,取表中第i个元素,定位函数(返回第一个与x相等的元素位置),插入,删除。
3.假设有两个按数据元素值非递减有序排列的线性表A和B,均以顺序表作为存储结构。
编写算法将A表和B表归并成一个按元素值非递增有序(允许值相同)排列的线性表C。
(可以利用将B中元素插入A中,或新建C表)4.假设有两个按数据元素值非递减有序排列的线性表A和B,均以单链表作为存储结构。
编写算法将A表和B表归并成一个按元素值递减有序(即非递增有序,允许值相同)排列的线性表C。
五、附源程序及算法程序流程图1.源程序(1)源程序(实验要求1和3)#include<stdio.h>#include<malloc.h>#include<stdlib.h>#define LIST_INIT_SIZE 100#define LISTINCREMENT 10typedef struct arr{int * elem;int length;int listsize;}Sqlist;void menu(); //菜单void InitList(Sqlist *p); // 创建线性表void ShowList(Sqlist *p); // 输出顺序线性表void ListDelete(Sqlist *p,int i,int &e); // 在顺序线性表中删除第i个元素,并用e返回其值void ListInsert(Sqlist *p); // 在顺序线性表中第i个元素前插入新元素evoid ListEmpty(Sqlist *p); // 判断L是否为空表void GetList(Sqlist *p,int i,int &e); // 用e返回L中第i个数据元素的值void ListInsert(Sqlist *p,int i,int e);bool compare(int a,int b);void LocateElem(Sqlist *L,int e); // 在顺序线性表L中查找第1个值与e满足compare()d元素的位序void MergeList_L(Sqlist *La,Sqlist *Lb); // 归并void main(){Sqlist La;Sqlist Lb;int n,m,x;menu();scanf("%d",&n);while(n){switch(n){case 0: ; break;case 1:InitList(&La);break;case 2:ListEmpty(&La);break;case 3:printf("请输入插入的位序:\n");scanf("%d",&m);printf("请出入要插入的数:\n");scanf("%d",&x);ListInsert(&La,m,x);break;case 4:printf("请输入删除元素的位序:\n");scanf("%d",&m);ListDelete(&La,m,x);printf("删除的元素为:%d\n",x);break;case 5:printf("请输入要找的与线性表中相等的数:\n");scanf("%d",&m);LocateElem(&La,m);break;case 6:printf("请输入查找的位序:\n");scanf("%d",&m);GetList(&La,m,x);printf("La中第%d个元素的值为%d\n",m,x);break;case 7:ShowList(&La);break;case 8:InitList(&Lb);break;case 9:MergeList_L(&La,&Lb);printf("归并成功!");break;}menu();scanf("%d",&n);}}/*菜单*/void menu(){printf("********************\n\n");printf(" 0.退出\n\n");printf(" 1.创建线性表La\n\n");printf(" 2.判断La是否为空表\n\n");printf(" 3.插入元素(La)\n\n");printf(" 4.删除元素(La)\n\n");printf(" 5.定位元素(La)\n\n");printf(" 6.取元素(La)\n\n");printf(" 7.输出线性表\n\n");printf(" 8.创建线性表Lb\n\n");printf(" 9.归并为一个线性表La\n\n");printf("********************\n\n");}/*创建顺序线性表L*/void InitList(Sqlist *L){int n;int i=0;L->elem=(int *)malloc(LIST_INIT_SIZE*sizeof(int));if(NULL==L->elem)printf("储存分配失败!\n");else{L->length=0;L->listsize=LIST_INIT_SIZE;printf("输入顺序表a:\n");scanf("%d",&n);while(n){L->elem[i]=n;i++;L->length++;L->listsize=L->listsize-4;scanf("%d",&n);}}}/*输出顺序线性表*/void ShowList(Sqlist *p){int i;if(0==p->length)printf("数组为空!\n");elsefor(i=0;i<p->length;i++)printf("%d ",p->elem[i]);printf("\n");}/*判断L是否为空表*/void ListEmpty(Sqlist *p)if(0==p->length)printf("L是空表!\n");elseprintf("L不是空表!\n");}/*在顺序线性表中第i个元素前插入新元素e */void ListInsert(Sqlist *p,int i,int e){int *newbase;int *q1;int *q2;while(i<1||i>p->length+1){printf("您输入的i超出范围!\n请重新输入要插入的位置\n:");scanf("%d",&i);}if(p->length>=p->listsize){newbase=(int *)realloc(p->elem,(p->listsize+LISTINCREMENT)*sizeof(int));if(!newbase)exit(0);else{p->elem=newbase;p->listsize+=LISTINCREMENT;}}q1=&(p->elem[i-1]);for(q2=&(p->elem[p->length-1]);q2>=q1;--q2)*(q2+1)=*q2;*q1=e;++p->length;}/*/在顺序线性表中删除第i个元素,并用e返回其值*/void ListDelete(Sqlist *p,int i,int &e){int *q1,*q2;while(i<1||i>p->length){printf("您输入的i超出范围!请重新输入:");scanf("%d",&i);}q1=&(p->elem[i-1]);e=*q1;q2=p->elem+p->length-1;for(++q1;q1<=q2;++q1)*(q1-1)=*q1;--p->length;}/*对比a与b相等*/bool compare(int a,int b){if(a==b)return 1;elsereturn 0;}/*在顺序线性表L中查找第1个值与e满足compare()d元素的位序*/ void LocateElem(Sqlist *L,int e){int i=1;int *p;p=L->elem;while(i<=L->length && !compare(*p++,e))++i;if(i<=L->length)printf("第1个与e相等的元素的位序为%d\n",i);elseprintf("没有该元素!\n");}/*用e返回L中第i个数据元素的值*/void GetList(Sqlist *p,int i,int &e){Sqlist *p1;p1=p;e=p1->elem[i-1];}/* 已知顺序线性表La和Lb是元素按值非递减排列*//* 把La和Lb归并到La上,La的元素也是按值非递减*/void MergeList_L(Sqlist *La,Sqlist *Lb){int i=0,j=0,k,t;int *newbase;Sqlist *pa,*pb;pa=La;pb=Lb;while(i<pa->length && j<pb->length){if(pa->elem[i] >= pb->elem[j]){if(pa->listsize==0){newbase=(int*)realloc(pa->elem,(pa->listsize+LISTINCREMENT)*sizeof(int));if(!newbase)exit(0);}for(k=pa->length-1; k>=i; k--)pa->elem[k+1]=pa->elem[k];pa->length++;pa->elem[i]=pb->elem[j];i++;j++;}elsei++;}while(j<pb->length){if( pa->listsize < pb->length-j ){newbase=(int*)realloc(pa->elem,(pa->listsize+LISTINCREMENT)*sizeof(int));if(!newbase)exit(0);}for(j;j<pb->length;j++,i++){pa->elem[i]=pb->elem[j];pa->length++;}}for(i=0;i<pa->length/2;i++){t=pa->elem[i];pa->elem[i]=pa->elem[pa->length-i-1];pa->elem[pa->length-i-1]=t;}}(2)源程序(实验要求2和4)#include<stdio.h>#include<malloc.h>#include<stdlib.h>typedef struct LNode{int data;struct LNode *next;}LNode, *LinkList;void menu();LinkList InitList();void ShowList(LinkList L);void ListDelete(LinkList L,int i,int &e);void ListEmpty(LinkList L);void GetList(LinkList L,int i,int &e);void ListInsert(LinkList L,int i,int e);bool compare(int a,int b);void LocateElem(LinkList L,int e);LinkList MergeList_L(LinkList La,LinkList Lb);int total=0;void main(){LinkList La;LinkList Lb;La=(LinkList)malloc(sizeof(struct LNode));La->next=NULL;Lb=(LinkList)malloc(sizeof(struct LNode));Lb->next=NULL;int n;int m;int x;menu();scanf("%d",&n);while(n){switch(n){case 0: ; break;case 1:La->next=InitList();break;case 2:ListEmpty(La);break;case 3:printf("请输入要插入到第几个节点前:\n");scanf("%d",&m);printf("请输入插入的数据:\n");scanf("%d",&x);ListInsert(La,m,x);break;case 4:printf("请输入删除元素的位序:\n");scanf("%d",&m);ListDelete(La,m,x);printf("删除的元素为:%d\n",x);break;case 5:printf("请输入要找的与线性表中相等的数:\n");scanf("%d",&m);LocateElem(La,m);break;case 6:printf("请输入查找的位序:\n");scanf("%d",&m);GetList(La,m,x);printf("La中第%d个元素的值为%d\n",m,x);break;case 7:ShowList(La);break;case 8:Lb->next=InitList();break;case 9:La=MergeList_L(La,Lb);printf("归并成功\n");break;}menu();scanf("%d",&n);}}void menu(){printf("********************\n\n");printf(" 0.退出\n\n");printf(" 1.创建线性表La\n\n");printf(" 2.判断是否为空表\n\n");printf(" 3.插入元素\n\n");printf(" 4.删除元素\n\n");printf(" 5.定位元素\n\n");printf(" 6.取元素\n\n");printf(" 7.输出线性表\n\n");printf(" 8.创建线性表Lb\n\n");printf(" 9.归并两线性表\n\n");printf("********************\n\n");}// 创建链式线性表LLinkList InitList(){int count=0;LinkList pHead=NULL;LinkList pEnd,pNew;pEnd=pNew=(LinkList)malloc(sizeof(struct LNode));printf("请输入数据:\n");scanf("%d",&pNew->data);while(pNew->data){count++;if(count==1){pNew->next=pHead;pEnd=pNew;pHead=pNew;}else{pNew->next=NULL;pEnd->next=pNew;pEnd=pNew;}pNew=(LinkList)malloc(sizeof(struct LNode));printf("请输入数据:\n");scanf("%d",&pNew->data);}free(pNew);total=total+count;return pHead;}// 判断L是否为空表void ListEmpty(LinkList L){if(NULL==L->next)printf("此表为空表!\n");elseprintf("此表不为空表!\n");}// 在链式线性表中第i个元素前插入新元素e void ListInsert(LinkList L,int i,int e){LinkList p;LinkList s;p=L;int j=0;while(p&&j<i-1){p=p->next;++j;}if(!p||j>i-1)printf("不存在您要找的节点!\n");else{s=(LinkList)malloc(sizeof(int));s->data=e;s->next=p->next;p->next=s;printf("插入节点成功!\n");}}// 输出链式线性表void ShowList(LinkList L){LinkList p;p=L->next;if(p==NULL)printf("此表为空表!\n");elsewhile(p){printf("%d ",p->data);p=p->next;}printf("\n");}// 在链式线性表中删除第i个元素,并用e返回其值void ListDelete(LinkList L,int i,int &e){LinkList p;LinkList q;p=L;int j=0;while(p->next && j<i-1){p=p->next;++j;}if(!(p->next)||j>i-1)printf("没有找到要删除的位置!");else{q=p->next;p->next=q->next;e=q->data;free(q);}}// 用e返回L中第i个数据元素的值void GetList(LinkList L,int i,int &e){LinkList p;p=L->next;int j=0;while(p->next && j<i-1){p=p->next;++j;}if(!(p)||j>i-1)printf("没有找到要查找的位置!");elsee=p->data;}// 对比a与b相等bool compare(int a,int b){if(a==b)return 1;elsereturn 0;}// 在链式线性表L中查找第1个值与e满足compare()d元素的位序void LocateElem(LinkList L,int e){int i=0;LinkList p;p=L;while(p->next && !compare(p->data,e)){p=p->next;i++;}if(NULL==p->next){if(0==compare(p->data,e))printf("没有该元素!\n");elseprintf("第1个与e相等的元素的位序为%d\n",i);}elseif(compare(p->data,e))printf("没有该元素!\n");}LinkList MergeList_L(LinkList La,LinkList Lb){int i,j,k;LinkList pa_1,pb_1,pa_2,pb_2,pc,pd;pa_1=La->next;pc=pa_2=La;pb_1=pb_2=Lb->next;if(pa_1->data > pb_1->data){pc=pa_2=Lb;pa_1=Lb->next;pb_1=pb_2=La->next;}while(pa_1 && pb_1){if(pa_1->data >= pb_1->data){pa_2->next=pb_1;pb_2=pb_1->next;pb_1->next=pa_1;pb_1=pb_2;pa_2=pa_2->next;}else{pa_1=pa_1->next;pa_2=pa_2->next;}}if(pb_1)pa_2->next=pb_1;pd=(LinkList)malloc(sizeof(struct LNode));pd->next=NULL;pa_2=pd;k=total;for(i=0;i<total;i++){pa_1=pc->next;for(j=1;j<k;j++)pa_1=pa_1->next;pb_1=(LinkList)malloc(sizeof(struct LNode));pa_2->next=pb_1;pa_2=pa_2->next;pa_2->data=pa_1->data;k--;}pa_2->next=NULL;return pd;}2.流程图(实验要求1和3)图1 主函数流程图图2创建线性表La流程图图3判断La是否为空表流程图图4 插入元素(La)流程图图5删除元素(La)流程图图6定位元素(La)流程图图7取元素(La)流程图图8输出线性表流程图图9输出线性表流程图流程图(实验要求2和4)图10主函数流程图图11创建线性表La流程图图12判断是否为空表流程图图13插入元素流程图图14删除元素流程图图15定位元素流程图图图16取元素流程图图17创建Lb流程图图18归并两表流程图六、运行结果1. (实验要求1和3)点击运行,首先出现的是菜单界面,选择菜单选项进行操作,如图所示。
数据结构(C语言版)习题参考答案
数据结构(C语言版)习题参考答案数据结构(C语言版)习题参考答案1. 数据结构简介数据结构是计算机科学中重要的概念之一,它关注如何组织和存储数据,以便有效地进行访问和操作。
C语言是一种广泛应用于数据结构实现的编程语言。
本文将提供一些常见数据结构习题的参考答案,帮助读者理解和掌握数据结构的基本概念与实现。
2. 数组数组是一种线性结构,存储具有相同数据类型的元素。
以下是一些数组习题的参考答案:2.1 统计数组中某个元素出现的次数```int countOccurrences(int arr[], int n, int x) {int count = 0;for (int i = 0; i < n; i++) {if (arr[i] == x) {count++;}}return count;}```2.2 查找数组中的最大值和最小值```void findMinMax(int arr[], int n, int* min, int* max) { *min = arr[0];*max = arr[0];for (int i = 1; i < n; i++) {if (arr[i] < *min) {*min = arr[i];}if (arr[i] > *max) {*max = arr[i];}}}```3. 链表链表是一种动态数据结构,每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。
以下是一些链表习题的参考答案:3.1 反转链表```Node* reverseLinkedList(Node* head) {Node* prev = NULL;Node* curr = head;while (curr != NULL) {Node* next = curr->next;curr->next = prev;prev = curr;curr = next;}return prev;}```3.2 合并两个有序链表```Node* mergeLists(Node* list1, Node* list2) {if (list1 == NULL) {return list2;}if (list2 == NULL) {return list1;}if (list1->data < list2->data) {list1->next = mergeLists(list1->next, list2);return list1;} else {list2->next = mergeLists(list1, list2->next);return list2;}}```4. 栈和队列栈和队列是两种重要的线性数据结构,栈支持后进先出(LIFO),队列支持先进先出(FIFO)。
c++数据结构链表的选择题
以下是一些关于C++数据结构链表的选择题:
链表是一种什么类型的数据结构?
A. 线性数据结构
B. 非线性数据结构
C. 图数据结构
D. 树数据结构
正确答案:A. 线性数据结构。
链表中的元素是如何存储的?
A. 顺序存储
B. 链式存储
C. 散列存储
D. 二叉树存储
正确答案:B. 链式存储。
链表中的元素之间是通过什么方式连接的?
A. 指针
B. 数组下标
C. 索引
D. 哈希值
正确答案:A. 指针。
链表的长度可以通过什么方式获取?
A. sizeof()运算符
B. length()函数
C. count()函数
D. size()函数
正确答案:D. size()函数。
在链表中插入元素时,通常需要执行哪些操作?
A. 在指定位置插入元素,并修改指针指向下一个元素。
B. 在指定位置插入元素,并修改指针指向前一个元素。
C. 在指定位置插入元素,并修改指针指向当前元素。
D. 在指定位置插入元素,并修改指针指向空。
正确答案:A. 在指定位置插入元素,并修改指针指向下一个元素。
常用集合的数据结构
常用集合的数据结构
常用的集合数据结构主要包括以下几种:
1.数组(Array):数组是一种线性数据结构,它用连续的内存空间,
通过索引进行数据的访问。
数组的优点是查询速度快,因为数组的地址是连续的,可以直接通过索引找到元素。
但是,数组的增删操作效率较低,因为涉及到元素的移动。
2.链表(Linked List):链表是一种线性数据结构,但和数组不同,链
表中的元素不是连续存储的,而是通过指针或引用相互连接。
链表的优点是在插入和删除元素时效率较高,因为不需要移动其他元素。
但是,链表的查询效率较低,因为需要从头节点开始逐个遍历。
3.栈(Stack):栈是一种后进先出(LIFO)的数据结构,它只允许在
栈顶进行插入和删除操作。
栈常常用于实现函数调用、表达式求值等场景。
4.队列(Queue):队列是一种先进先出(FIFO)的数据结构,它只允
许在队尾进行插入操作,在队头进行删除操作。
队列常常用于实现任务调度、消息传递等场景。
5.哈希表(Hash Table):哈希表是一种根据关键码值(Key value)而直
接进行访问的数据结构。
它通过把关键码值映射到表中一个位置来访问记录,以加快查找的速度。
这个映射函数叫做哈希函数,存放记录的数组叫做哈希表。
6.树(Tree):树是一种非线性的数据结构,它用于表示具有层次关系
的数据。
树有多种类型,如二叉树、红黑树、AVL树等。
树结构常用于实现搜索、排序等操作。
这些数据结构各有特点,适用于不同的场景。
在选择数据结构时,需要根据具体的需求和场景来决定。
数据结构线性表
数据结构---线性表线性表代码主要参考严蔚敏《数据结构(c语言版)》,有部分改动线性表的定义定义•线性表是具有相同的数据类型的n(n >= 0)个数据元素的有限序列,当n=0时线性表为一个空表•用L表示线性表则L = (a1,a2,a3,…,ano a1为表头元素,an为表尾元素o a1无直接前驱,an无直接后继特点•表中元素个数有限•表中元素具有逻辑上的顺序,表中元素有先后次序•表中元素都是数据元素•表中元素的数据类型都相同,每个元素占的空间大小一致要点数据项、数据元素、线性表的关系线性表由若干个数据元素组成,而数据元素又由若干个数据项组成,数据项是数据的不可分割的最小单位。
其中姓名,学号等就是数据项线性表的顺序表示顺序表的定义顺序表是指用一组地址连续的存储单元依次存储信息表中的数据元素,从而使得逻辑相邻的两个元素在物理位置上也相邻预先定义(为了代码可以运行)#define True 1#define False 0#define OK 1#define ERROR 0#define INFEASIBLE -1#define OVERFLOW -2typedef int Status;第n个元素的内存地址表示为LOC(A) + (n-1)*sizeof(ElemType)假定线性表的元素类型为ElemType,则线性表的顺序存储类型描述为typedef int ElemType ;#define MaxSize 50typedef struct{ElemType data[MaxSize];int length;}SqList;一维数组可以是静态分配的,也可以是动态分配的。
静态分配后大小和空间都固定了,下面使用动态分配的形式typedef int ElemType ;#define InitSize 100 //表长度的初始大小定义#define ListIncreasement 10 //线性表存储空间的分配增量typedef struct{ElemType *data;int MaxSize,length;}SeqList;顺序表的初始化顺序表的初始化,&是C++的引用,可以使用指针代替Status InitList(SeqList &L){L.data = (ElemType *) malloc(InitSize * sizeof(ElemType));if(! L.data) exit(OVERFLOW);//存储分配失败L.length = 0;L.MaxSize = InitSize;return OK;}顺序表的插入在顺序表L的第i(1<= i <= L.length +1)个位置插入新元素e,需要将第n 个至第i (共n-i+1)个元素向后移动一个位置【最后一个到倒数第n-i+i个元素向后移动一位】。
《C语言链表》课件
详细描述
删除链表中的节点需要找到要删除的节点,修改其前一个节点的指针,使其指向要删除节点的下一个 节点,然后将要删除节点的指针置为NULL。如果要删除的是头节点或尾节点,还需要对头指针或尾 指针进行相应的修改。
遍历链表
总结词
了解如何遍历链表中的所有节点
VS
详细描述
遍历链表需要从头节点开始,依次访问每 个节点,直到达到链表的尾部。在遍历过 程中,可以使用一个指针变量来指向当前 节点,每次循环将指针向后移动一个节点 ,即修改指针的next指针。
链表和循环链表的主要区别在于它们的最后一个节点指向的方向。在链表中,最后一个节点指向NULL; 而在循环链表中,最后一个节点指向第一个节点。循环链表具有更好的性能,但实现起来相对复杂一些 。
05
总结与展望
总结链表的重要性和应用场景
总结1
链表作为C语言中一种基本的数据结构,在计算机科学中 有着广泛的应用。通过学习链表,可以更好地理解数据 结构的基本概念,提高编程能力和解决实际问题的能力 。
详细描述
合并两个有序链表可以通过比较两个链表的 节点值来实现。从头节点开始比较,将较小 的节点添加到结果链表中,并将指针向后移 动。重复此过程直到其中一个链表为空。如 果还有剩余的节点,将其添加到结果链表的 末尾。这种方法的时间复杂度为O(n),其中
n为两个链表中节点的总数。
04
常见错误与注意事项
内存泄漏问题
内存泄漏定义
在C语言中,内存泄漏是指在使用动 态内存分配函数(如malloc、calloc 、realloc等)分配内存后,未能正确 释放这些内存,导致程序运行过程中 不断占用越来越多的内存,最终可能 导致程序崩溃或性能下降。
数据结构c语言版课后习题答案
数据结构c语言版课后习题答案数据结构是计算机科学中的一个重要概念,它涉及到组织、管理和存储数据的方式,以便可以有效地访问和修改数据。
C语言是一种广泛使用的编程语言,它提供了丰富的数据结构实现方式。
对于学习数据结构的C语言版课程,课后习题是巩固理论知识和提高实践能力的重要手段。
数据结构C语言版课后习题答案1. 单链表的实现在C语言中,单链表是一种常见的线性数据结构。
它由一系列节点组成,每个节点包含数据部分和指向下一个节点的指针。
实现单链表的基本操作通常包括创建链表、插入节点、删除节点、遍历链表等。
答案:- 创建链表:定义一个链表结构体,然后使用动态内存分配为每个节点分配内存。
- 插入节点:根据插入位置,调整前后节点的指针,并将新节点插入到链表中。
- 删除节点:找到要删除的节点,调整其前后节点的指针,然后释放该节点的内存。
- 遍历链表:从头节点开始,使用指针遍历链表,直到达到链表尾部。
2. 二叉树的遍历二叉树是一种特殊的树形数据结构,其中每个节点最多有两个子节点。
二叉树的遍历是数据结构中的一个重要概念,常见的遍历方式有前序遍历、中序遍历、后序遍历和层序遍历。
答案:- 前序遍历:先访问根节点,然后递归遍历左子树,最后递归遍历右子树。
- 中序遍历:先递归遍历左子树,然后访问根节点,最后递归遍历右子树。
- 后序遍历:先递归遍历左子树,然后递归遍历右子树,最后访问根节点。
- 层序遍历:使用队列,按照从上到下,从左到右的顺序访问每个节点。
3. 哈希表的实现哈希表是一种通过哈希函数将键映射到表中一个位置来访问记录的数据结构。
它提供了快速的数据访问能力,但需要处理哈希冲突。
答案:- 哈希函数:设计一个哈希函数,将键映射到哈希表的索引。
- 哈希冲突:使用链地址法、开放地址法或双重哈希法等解决冲突。
- 插入操作:计算键的哈希值,将其插入到对应的哈希桶中。
- 删除操作:找到键对应的哈希桶,删除相应的键值对。
4. 图的表示和遍历图是一种复杂的非线性数据结构,由顶点(节点)和边组成。
数据结构----名词解释
数据结构----名词解释数据结构——名词解释1·数组(Array):是一种连续存储数据元素的线性数据结构。
它可以通过索引来快速访问元素,但插入和删除元素的操作通常比较耗时。
2·链表(Linked List):是一种非连续存储数据元素的线性数据结构。
每个节点包含一个数据元素和一个指向下一个节点的指针,通过指针可以遍历整个链表。
3·栈(Stack):是一种先进后出(LIFO)的数据结构。
它只允许在栈顶进行插入和删除操作,并且只能访问栈顶的元素。
4·队列(Queue):是一种先进先出(FIFO)的数据结构。
它在队尾进行插入操作,在队头进行删除操作,类似于排队的行为。
5·树(Tree):是一种非线性的数据结构,由一组节点组成,其中一个节点为根节点,其余节点形成子树。
树结构常见的有二叉树、AVL树、红黑树等。
6·图(Graph):是一种由节点和边组成的数据结构。
节点表示实体,边表示节点之间的关系,图中的节点可以是有向的或无向的。
7·哈希表(Hash Table):是一种基于哈希函数来进行快速查找的数据结构。
它将关键字映射到哈希表中的位置,可以实现常数时间的查找、插入和删除操作。
8·堆(Heap):是一种特殊的树形数据结构,满足堆性质。
堆分为最大堆和最小堆,最大堆中每个节点的值都大于等于其子节点的值,最小堆则相反。
9·图算法(Graph Algorithm):是一种用于解决图相关问题的算法,如最短路径算法、最小树算法和图遍历算法等。
10·排序算法(Sorting Algorithm):是一种将一组数据按照特定顺序进行排列的算法,如冒泡排序、插入排序、快速排序和归并排序等。
11·搜索算法(Searching Algorithm):是一种在一组数据中查找特定元素或满足特定条件的元素的算法,如线性搜索、二分搜索和哈希搜索等。
c语言数据结构面试题
c语言数据结构面试题在此篇文章中,我们将讨论一些与C语言数据结构相关的面试题。
这些问题将帮助您更好地了解C语言数据结构的概念和实践,并在面试过程中展示您的知识和技能。
问题一:什么是数据结构?答:数据结构是计算机科学中用来存储和组织数据的方式。
它涉及到数据元素之间的关系,以及对这些关系进行操作和访问的方法。
问题二:请解释以下几种常见的数据结构类型:数组、链表和栈。
答:1. 数组:数组是一种线性数据结构,用于存储固定大小的相同类型元素。
数组的元素可以通过索引进行访问,索引从0开始。
2. 链表:链表是一种动态数据结构,由一系列节点组成,每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。
链表的节点可以在运行时动态增加或删除。
3. 栈:栈是一种后进先出(LIFO)的数据结构。
它只允许在栈的一端进行插入和删除操作,这一端被称为栈顶。
问题三:什么是队列?请解释队列的两种常见类型:普通队列和循环队列。
答:队列是另一种常见的数据结构,它按照先进先出(FIFO)的顺序存储元素。
插入操作(入队)发生在队列的尾部,而删除操作(出队)发生在队列的头部。
普通队列是一种线性队列,它使用数组或链表来实现。
当队列满时,无法插入新的元素。
循环队列是一种巧妙地解决了普通队列满的问题的队列。
它使用循环数组实现,当队列满时,插入操作将在数组的开头继续。
问题四:请解释树的概念。
并介绍二叉树和二叉搜索树。
答:树是一种非线性数据结构,它由一组节点组成,节点之间存在层次关系。
树的顶部节点称为根节点,每个节点可以有0个或多个子节点。
二叉树是一种特殊的树,每个节点最多有两个子节点。
这两个子节点被称为左子节点和右子节点。
二叉搜索树是一种特殊的二叉树,它的左子树上的节点的值都小于根节点的值,右子树上的节点的值都大于根节点的值。
这种排列方式使得在二叉搜索树中进行搜索操作非常高效。
问题五:请解释图的概念,并介绍有向图和无向图。
答:图是一种非线性数据结构,由节点和边组成。
数据结构实用教程(c语言版)
队列
03
CHAPTER
高级数据结构
树的概念
树是一种抽象数据类型,用于表示具有层次关系的数据。树中的每个节点可以有多个子节点,但只能有一个父节点。
树的遍历
树有多种遍历方式,包括前序遍历、中序遍历和后序遍历。这些遍历方式可以用于查找、修改或删除树中的节点。
二叉树
二叉树是一种特殊的树,每个节点最多有两个子节点,通常称为左子节点和右子节点。二叉树有多种实现方式,如二叉搜索树、AVL树和红黑树等。
01
02
03
图
哈希表的概念
哈希表是一种使用哈希函数将键映射到桶中的数据结构。哈希表提供了快速的插入、删除和查找操作。
一个好的哈希函数可以将键均匀地映射到桶中,以减少冲突和提高哈希表的性能。常见的哈希函数有除法哈希、乘法哈希和平方哈希等。
当两个不同的键映射到同一个桶时,会发生哈希冲突。常见的处理冲突的方法有开放寻址法(如线性探测或二次探测)和链地址法(将冲突的键值对存储在同一个桶中)。
数据结构实用教程(C语言版)
目录
数据结构基础 基本数据结构 高级数据结构 数据结构操作 数据结构应用 数据结构优化
01
CHAPTER
数据结构基础
数据结构是数据的组织、排列和表示的方式,它涉及到数据的逻辑关系和物理存储。数据结构是计算机科学中的基本概念,用于解决实际问题中的数据处理和信息管理。
数据结构定义
例如,在排序算法中,可以使用分治法将大问题分解为小问题来解决,如归并排序;在搜索算法中,可以使用回溯法、分治法等策略来解决问题。
在动态规划中,可以使用自底向上、自顶向下等方法来解决问题,其中自底向上方法可以减少重复计算,提高算法效率。
算法优化
THANKS
编程中常用的数据结构
编程中常用的数据结构在编程领域中,数据结构是指用于组织和存储数据的方式。
不同的数据结构适用于不同的应用场景,能够提高程序的效率和性能。
本文将介绍几种常见的数据结构,包括数组、链表、栈、队列、树和图。
一、数组数组(Array)是一种线性数据结构,由相同类型的元素按顺序存储在连续的内存空间中。
数组的访问速度很快,可以根据索引直接访问元素。
但是数组的大小固定,插入和删除元素的操作较慢。
二、链表链表(Linked List)是一种动态的数据结构,由节点组成,每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。
链表的插入和删除操作效率高,但访问元素需要遍历链表,效率较低。
常见的链表有单链表、双向链表和循环链表。
三、栈栈(Stack)是一种特殊的线性数据结构,遵循先进后出(Last In First Out,LIFO)的原则。
栈有两个主要操作:入栈(push)将元素添加到栈顶,出栈(pop)将栈顶元素移除。
栈通常用于实现递归算法、内存管理等。
四、队列队列(Queue)也是一种线性数据结构,遵循先进先出(First In First Out,FIFO)的原则。
队列有两个主要操作:入队(enqueue)将元素添加到队列尾部,出队(dequeue)将队列头部的元素移除。
队列常用于实现广度优先搜索、缓冲区管理等。
五、树树(Tree)是一种非线性的分层数据结构,由节点和边组成。
树的一个节点可以有多个子节点,最顶层的节点称为根节点。
树常用于表示层次关系,如文件系统、二叉搜索树等。
六、图图(Graph)是一种非线性的数据结构,由节点和边组成。
节点表示实体,边表示节点间的关系。
图可分为有向图和无向图,还可以带有权重(权值)。
图常用于路径搜索、最短路径算法等。
除了上述常见的数据结构,还有哈希表、堆、字典树等更复杂的数据结构。
程序员在编程中需要根据实际需求选择合适的数据结构,以提高程序的效率和可读性。
总结编程中常用的数据结构包括数组、链表、栈、队列、树和图。
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第2章
线性数据结构
算法2-2 线性表的删除算法。
已知线性表的当前状态是(a1,a2,…,ai-1,ai,
ai, … , an) ,要在第 i 个位置插入一个元素 x ,线性表 变为(a1,a2,…,ai-1,x,ai,…,an)。 其实施步骤为: (1) 将第n至第i个元素后移一个存储位置; (2) 将x插入到第i个位置; (3) 线性表的长度加1。
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第2章
线性数据结构
在线性表的第 i 个元素之前插入一个新的元素,先移动, 后插入。
线性表的结构 仅涉及诸元素的线性相对位置 , 即第i个元素ai处在第i-1个元素ai-1的后面和第i+1个元 素ai+1的前面,这种位置上的有序性就是一种线性关 系,所以线性表是一种线性结构。
线性表中每个 数据元素 ai 的具体含义 ,在不同 情况下各不相同,它可以是一个数,或是一个符号, 也可以是一页书,甚至是其它更复杂的信息。但在 同一个线性表中的数据元素必须具有相同的特性 (或 者说具有相同的类型)。
x
a1
ai ai+1
0
a1
a2
…..
ai-1
…
alast
a2
…..
1
i-1
ai
ai+1
…..
i
n-1
an
a1
a2
…..
ai-1
a x i
aii+1
a … i+1
a … last
alast
第2章
线性数据结构
#define maxlen 100 struct sqlisttp{ /*定义了sqlisttp型的结构 int elem[maxlen]; /* maxlen=n, elem=a */ int last; /* last=length */ }; sqlisttp v; /*定义了sqlisttp型的结构对象v
a1
a1 a2
0
…..
ai-1
ai
ai+1
…
alast
a2
…..
1
i-1
删除 结点ai
ai
ai+1
…..
i
n-1
an
a1
a2
…..
ai-1
ai+1 i
ai+1 …
a … last
alast
第2章
线性数据结构
#define maxlen 100 struct sqlisttp{ int elem[maxlen]; int last; }; sqlisttp v;
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…
n
…
i
第2章
线性数据结构
线性表的顺序存储结构就是将线性表的元素按其逻
辑次序依次存放在一组地址连续的存储单元里。
(1) 设有线性表 (a1 , a2, ..., an),若 1个数据元素
只占1个存储单元,则这种分配方式如图2-2所示。
若用 Loc 表示某元素的地址,则线性表中第 i 个数
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第2章
线性数据结构
为克服线性表顺序存储结构的缺点,引进了另一 种存储结构——链式存储结构。
可见,线性表中每个元素的存储地址是该元
素在表中序号的线性函数。只要确定了线性表的
起始地址,线性表中任一数据元素都可以随机存 取,所以 线性表的顺序存储结构 是一种 随机存取 的存储结构。
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第2章
线性数据结构
顺序存储结构是以元素在计算机内“物理位置相邻” 来表示线性表中数据元素之间相邻的逻辑关系。即顺序 存储结构线性表的逻辑关系的存储是隐含的。
线性表的顺序存储结构通常称为 向量 (Vector) 。可 用字母V来表示,用V[i]表示向量V的第i个分量,设 向量下界为 1 ,上界为线性表的长度 n ( i=1~n ),则可 以用此向量来表示长度为 n的线性表。向量的第i个分量 V [ i ]是 线性表的第 i 个数据元素 ai 在计算机内存中的 映像。 在 C 语言中 , 向量 即一维数组,所以 可用一维数组 来描述顺序存储结构。
void insert(sqlisttp v, int i, int x) { int k; if (i<1 || i>st+1) printf( ''插入位置不合适!\n'' );
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线性数据结构
else if (st>=maxlen-1) printf( ''线性表已满!\n'' ); else
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第2章
线性数据结构
#define maxlen 100 struct sqlisttp { int elem[maxlen]; int last; }; 其中,
typedef int datatype; datatype elem[maxlen];
maxlen是线性表的最大长度,它可以根据实际
第2章
线性数据结构
2.2 线 性 表
2.2.1 线性表的定义及操作 定义2-1 线性表(Linear-list)是n(n≥0)个数 据元素的有限序列(一对一)。记为:
(a1,a2, ..., an)
其中,数据元素个数 n称为表 的长 度, n =
0时,称此线性表为空表。
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第2章
线性数据结构
数据域 last 指示最后一个数据元素在数组中的 相对位置。 在这种存储结构中,线性表的某些操作很容易 实现。如线性表的长度即为last域的值等。
下面着重讨论线性表的插入和删除两种操作。
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第2章
线性数据结构
算法2-1 线性表的插入算法。
已 知 线 性 表 的 当 前 状 态 是 (a1 , a2 , … , ai-1 ,
据元素的存储地址为:
Loc(ai)= Loc(a1)+(i-1) 其中,Loc(a1)是线性表第一个数据元素的存储地址, 通常称做线性表的起始地址或者基地址。
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线性数据结构
(2) 若1个数据元素占d个存储单元,则有
Loc(ai)= Loc(a1)+(i-1)*d
Loc(ai+1)= Loc(ai)+ d
(3) GET(L,i)。取元素函数,若1≤i≤LENGTH(L), 则函数值为给定线性表L中第i个数据元素,否则为空元 素NULL。
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线性数据结构
(4) PRIOR(L,elm)。求前趋函数,若elm的位序 大于1,则函数值为elm的前趋,否则为空元素。
(5) NEXT(L,elm)。求后继函数,若elm的位序 小于LENGTH(L),则函数值为elm的后继,否则为空 元素。 (6) LOCATE(L,x)。定位函数,返回元素x在线 性表L中的位置。若L中有多个x,则只返回第一个x的 位置,若在L中不存在x,则返回0。
表,其中最简单和最常用的方式是用一组地址 连续的存储单元依次存储线性表中的元素。
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第2章
线性数据结构
存储地址 b b+ 1 内存状态 a1 a2 元素序号 1 2
…
b+ ( i- 1)
ai
…
b+ ( n- 1)
an
…
空闲
b+ (maxlen- 1)
图2-2 线性表顺序存储结构示意图
(设每个数据元素占有1个存储单元)
对线性表还有一些更为复杂的操作,如将两个线 性表合并成一个线性表;把一个线性表 拆分 成两个或 两个以上的线性表;重新 复制 一个线性表;对线性表 中的元素按值的大小重新 排序 等。这些运算都 可以通 过上述基本运算来实现。
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第2章
线性数据结构
2.2.2 线性表的顺序存储结构
在计算机内可以用不同的方式来表示线性
v.elem[k-1] = v.elem[k];
st--;
}
}
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第2章线性数据结构从上 Nhomakorabea算法中不难看出,当在顺序存储结构的线
性表中某个位置上插入或删除一个数据元素时,其时间
主要耗费在移动元素上,而移动元素的个数取决于插入
或删除元素的位置。
假设在第 i 个元素之前插入一个新元素的概率为 1/(n+1) ,即在表的任何位置 ( 包括 an 之后 ) 插入新元素 的概率是相等的 ,则 插入操作中元素的 平均移动次数 (实际上就是时间复杂度)为: n 1 1 n T= (n i 1) n 1 i 1 2
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第2章
线性数据结构
线性表的逻辑结构: 若线性表是非空表,则第一 个元素 a1 无前驱(前件)(只有一个根结点或首结 点),最后一个元素 an 无后继(后件),其它元素 ai(1<i<n)均只有一个直接前驱ai-1和一个直接后继ai+1。
下面给出几个线性表的例子:
例2-1 26个大写的英文字母表:(A,B,C,...,Z)
(7) INSERT(L,i,x)。插入操作,在线性表L中 的第 i 个位置上插入元素 x ,运算结果使得线性表的长 度增加1。
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第2章
线性数据结构
(8) DELETE(L,i)。删除操作,若 1≤i≤LENGTH(L),删除给定线性表L中的第i个数据元 素,使得线性表的长度减1。
(9) EMPTY(L) 。 判空 表函数 ,若 L 为空表,则 返回布尔值“true”,否则返回布尔值“false”。