七、线性表的链式存储结构
1、問題引入
開發(fā)數(shù)組類模板的原因在于：在創(chuàng)建基于順序存儲結(jié)構(gòu)的線性表時，發(fā)現(xiàn)這樣的線性表可能被誤用，因為重載了數(shù)組訪問操作符，使用時跟數(shù)組類似，但是線性表和數(shù)組有很大的區(qū)別，所以激發(fā)了新的需求：開發(fā)數(shù)組類替換C++原生數(shù)組類，因為原生數(shù)組類也存在著很大缺陷，使用不方便。
基于順序存儲結(jié)構(gòu)的線性表的另一個缺點：插入或刪除元素時，涉及到大量數(shù)據(jù)元素的移動，對于效率的影響非常大
一個新的需求：在插入或刪除元素時不需要大量移動數(shù)據(jù)元素的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，即基于鏈式存儲結(jié)構(gòu)的線性表
2、鏈式結(jié)構(gòu)的定義
為了表示每個數(shù)據(jù)元素于其直接后繼元素之間的邏輯關(guān)系；數(shù)據(jù)元素除了存儲本身的信息外，還需要存儲其直接后繼的信息。
\(a_i\)和\(a_{i+1}\)是線性表中的兩個相鄰數(shù)據(jù)元素，在物理內(nèi)存中無相鄰關(guān)系。
一個數(shù)據(jù)元素包含了兩部分：\(a_i\)是數(shù)據(jù)元素本身的數(shù)據(jù)信息，還有一個地址信息，地址是第\(i\)個元素的直接后繼，即第\(i+1\)個的元素在內(nèi)存中的地址信息。換句話說就是如果找到了第\(i\)個元素，不僅可以得到第\(i\)個元素的本身的值之外，還可以得到第\(i+1\)個元素在內(nèi)存中的位置
3、鏈式存儲邏輯結(jié)構(gòu)
基于鏈式存儲結(jié)構(gòu)的線性表中，每個結(jié)點都包含數(shù)據(jù)域和指針域
- 數(shù)據(jù)域：存儲數(shù)據(jù)元素本身
- 指針域：存儲相鄰結(jié)點的地址
兩種線性表名稱統(tǒng)一：
- 順序表：基于順序存儲結(jié)構(gòu)的線性表
- 鏈表：基于鏈式存儲結(jié)構(gòu)的線性表
- 單鏈表：每個結(jié)點只包含直接后繼的地址信息
- 循環(huán)鏈表：單鏈表的最后一個結(jié)點的直接后繼為第一個結(jié)點
- 雙向鏈表：單鏈表中的結(jié)點包含直接前驅(qū)和后繼的地址信息
- 雙向循環(huán)鏈表......
4、鏈表中的基本概念
- 頭結(jié)點：鏈表中的輔助結(jié)點，包含指向第一個數(shù)據(jù)元素的指針；不包含任何數(shù)據(jù)信息，是為了簡化代碼進行輔助
- 數(shù)據(jù)結(jié)點：鏈表中代表數(shù)據(jù)元素的結(jié)點，表現(xiàn)形式為：(數(shù)據(jù)元素，地址)
- 尾結(jié)點：鏈表中的最后一個數(shù)據(jù)結(jié)點。單獨放出的原因：尾結(jié)點包含的地址信息直接決定了鏈表的性質(zhì)，地址信息為空，就是單鏈表；地址為第0個元素的地址信息，就是循環(huán)鏈表；地址信息為隨機值，就是一個非法鏈表
5、單鏈表
5.1 單鏈表中的結(jié)點定義
// 用struct定義類，默認屬性是public // T是泛指類型，鏈表可以存儲各種類型的數(shù)據(jù) struct Node : public Object {T value;Node* next; // 指向后繼結(jié)點的指針 }5.2 單鏈表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
頭結(jié)點在單鏈表中的意義是：輔助數(shù)據(jù)元素的定位，方便插入和刪除操作，因此，頭結(jié)點不存儲實際的數(shù)據(jù)元素。
5.3 在目標位置處插入數(shù)據(jù)元素
從頭結(jié)點開始，通過current指針定位到目標位置
從堆空間申請新的Node結(jié)點
執(zhí)行操作
node->value = e; node->next = current->next; current->next - node;5.4 在目標位置刪除數(shù)據(jù)元素
從頭結(jié)點開始，通過previous指針定位到目標位置的前一個地址
使用toDel指針指向需要刪除的結(jié)點
執(zhí)行操作：
toDel = previous->next; previous->next = toDel->next; delete toDel;6、小結(jié)
鏈表中的數(shù)據(jù)元素在物理內(nèi)存中無相鄰關(guān)系
鏈表中的結(jié)點都包含數(shù)據(jù)域和指針域
頭結(jié)點用于輔助數(shù)據(jù)元素定位，方便插入和刪除操作
插入和刪除操作需要保證鏈表的完整性
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總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的七、线性表的链式存储结构的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
