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数组、单链表和双链表介绍 以及 双向链表的C/C++/Java实现
2017-08-10 09:47:24      个评论    来源:  
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概要

线性表是一种线性结构,它是具有相同类型的n(n≥0)个数据元素组成的有限序列。本章先介绍线性表的几个基本组成部分:数组、单向链表、双向链表;随后给出双向链表的C、C++和Java三种语言的实现。内容包括:
数组
单向链表
双向链表
1. C实现双链表
2. C++实现双链表
3. Java实现双链表


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数组

数组有上界和下界,数组的元素在上下界内是连续的。

存储10,20,30,40,50的数组的示意图如下:
\


数组的特点是:数据是连续的;随机访问速度快。
数组中稍微复杂一点的是多维数组和动态数组。对于C语言而言,多维数组本质上也是通过一维数组实现的。至于动态数组,是指数组的容量能动态增长的数组;对于C语言而言,若要提供动态数组,需要手动实现;而对于C++而言,STL提供了Vector;对于Java而言,Collection集合中提供了ArrayList和Vector。

 

单向链表

单向链表(单链表)是链表的一种,它由节点组成,每个节点都包含下一个节点的指针。

单链表的示意图如下:
\

表头为空,表头的后继节点是"节点10"(数据为10的节点),"节点10"的后继节点是"节点20"(数据为10的节点),...

 

单链表删除节点

\

删除"节点30"
删除之前:"节点20" 的后继节点为"节点30",而"节点30" 的后继节点为"节点40"。
删除之后:"节点20" 的后继节点为"节点40"。

 

单链表添加节点

\

在"节点10"与"节点20"之间添加"节点15"
添加之前:"节点10" 的后继节点为"节点20"。
添加之后:"节点10" 的后继节点为"节点15",而"节点15" 的后继节点为"节点20"。

单链表的特点是:节点的链接方向是单向的;相对于数组来说,单链表的的随机访问速度较慢,但是单链表删除/添加数据的效率很高。

 

双向链表

双向链表(双链表)是链表的一种。和单链表一样,双链表也是由节点组成,它的每个数据结点中都有两个指针,分别指向直接后继和直接前驱。所以,从双向链表中的任意一个结点开始,都可以很方便地访问它的前驱结点和后继结点。一般我们都构造双向循环链表。

双链表的示意图如下:
\

表头为空,表头的后继节点为"节点10"(数据为10的节点);"节点10"的后继节点是"节点20"(数据为10的节点),"节点20"的前继节点是"节点10";"节点20"的后继节点是"节点30","节点30"的前继节点是"节点20";...;末尾节点的后继节点是表头。

 

双链表删除节点

\

删除"节点30"
删除之前:"节点20"的后继节点为"节点30","节点30" 的前继节点为"节点20"。"节点30"的后继节点为"节点40","节点40" 的前继节点为"节点30"。
删除之后:"节点20"的后继节点为"节点40","节点40" 的前继节点为"节点20"。

 

双链表添加节点

\

在"节点10"与"节点20"之间添加"节点15"
添加之前:"节点10"的后继节点为"节点20","节点20" 的前继节点为"节点10"。
添加之后:"节点10"的后继节点为"节点15","节点15" 的前继节点为"节点10"。"节点15"的后继节点为"节点20","节点20" 的前继节点为"节点15"。

 

下面介绍双链表的实现,分别介绍C/C++/Java三种实现。

1. C实现双链表

实现代码
双向链表头文件(double_link.h)

\View Code

双向链表实现文件(double_link.c)

\View Code

双向链表测试程序(dlink_test.c)

\View Code

 

运行结果

----int_test----
dlink_is_empty()=0
dlink_size()=3
dlink_get(0)=30
dlink_get(1)=20
dlink_get(2)=10

----string_test----
dlink_is_empty()=0
dlink_size()=3
dlink_get(0)=thirty
dlink_get(1)=twenty
dlink_get(2)=ten

----object_test----
dlink_is_empty()=0
dlink_size()=3
dlink_get(0)=[30, vic]
dlink_get(1)=[20, jody]
dlink_get(2)=[10, sky]

 

2. C++实现双链表

实现代码
双向链表文件(DoubleLink.h)

\View Code

双向链表测试文件(DlinkTest.cpp)

\View Code

 

示例说明

在上面的示例中,我将双向链表的"声明"和"实现"都放在头文件中。而88必发娱乐官网规范告诫我们:将类的声明和实现分离,在头文件(.h文件或.hpp)中尽量只包含声明,而在实现文件(.cpp文件)中负责实现!
那么为什么要这么做呢?这是因为,在双向链表的实现中,采用了模板;而C++编译器不支持对模板的分离式编译!简单点说,如果在DoubleLink.h中声明,而在DoubleLink.cpp中进行实现的话;当我们在其他类中创建DoubleLink的对象时,会编译出错。


运行结果

----int_test----
is_empty()=0
size()=3
pdlink(0)=30
pdlink(1)=20
pdlink(2)=10

----string_test----
is_empty()=0
size()=3
pdlink(0)=thirty
pdlink(1)=twenty
pdlink(2)=ten

----object_test----
is_empty()=0
size()=3
pdlink(0)=[30, vic]
pdlink(1)=[20, jody]
pdlink(2)=[10, sky]

 

3. Java实现双链表

实现代码
双链表类(DoubleLink.java)

\View Code

测试程序(DlinkTest.java)

\View Code


运行结果

----int_test----
isEmpty()=false
size()=3
dlink(0)=30
dlink(1)=20
dlink(2)=10

----string_test----
isEmpty()=false
size()=3
dlink(0)=thirty
dlink(1)=twenty
dlink(2)=ten

----object_test----
isEmpty()=false
size()=3
dlink(0)=[30, vic]
dlink(1)=[20, jody]
dlink(2)=[10, sky]
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