武汉软件工程职业学院数据结构讲义线性表的链式存储结构.docVIP

第四 第四讲 线性表的链式存储结构 1．掌握线性链表、单链表、静态链表的概念。 2．掌握线性链表的表示及实现方法。 教学重点： 线性链表之单链表的表示及实现方法。 教学难点： 线性链表的概念。 授课内容 2.3 线性表的链式存储结构 　　由于顺序表的存贮特点是用物理上的相邻实现了逻辑上的相邻，它要求用连续的存储单元顺序存储线性表中各元素，因此，对顺序表插入、删除时需要通过移动数据元素来实现，影响了运行效率。本节介绍线性表链式存储结构，它不需要用地址连续的存储单元来实现，因为它不要求逻辑上相邻的两个数据元素物理上也相邻，它是通过“链”建立起数据元素之间的逻辑关系来，因此对线性表的插入、删除不需要移动数据元素。 2.3.1 单链表 链表是通过一组任意的存储单元来存储线性表中的数据元素的，那么怎样表示出数据元素之间的线性关系呢？为建立起数据元素之间的线性关系，对每个数据元素ai，除了存放数据元素的自身的信息 ai 之外，还需要和ai一起存放其后继 ai+1 所在的存贮单元的地址，这两部分信息组成一个“结点”，结点的结构如图2.6 所示，每个元素都如此。存放数据元素信息的称为数据域，存放其后继地址的称为指针域。因此n个元素的线性表通过每个结点的指针域拉成了一个“链子”，称之为链表。因为每个结点中只有一个指向后继的指针，所以称其为单链表。 链表是由一个个结点构成的，结点定义如下： 图2.6 图2.6 单链表结点结构 data next { datatype data; struct node *next; } LNode，*LinkList； 定义头指针变量： LinkList H； 如图2.7是线性表 (a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8) 对应的链式存储结构示意图。 当然必须将第一个结点的地址160 放到一个指针变量如 H 中，最后一个结点没有后继, 其指针域必需置空，表明此表到此结束，这样就可以从第一个结点的地址开始“顺藤摸瓜”，找到每个结点。 作为线性表的一种存储结构，我们关心的是结点间的逻辑结构，而对每个结点的实际地址并不关心，所以通常的单链表用图2.8的形式而不用图2.7的形式表示。 通常我们用“头指针”来标识一个单链表，如单链表L、单链表H等，是指某链表的第一个结点的地址放在了指针变量 L、H 中， 头指针为“NULL”则表示一个空表。 110 a5 200 … … 150 a2 190 160 a1 150 … … 190 a3 210 200 a6 260 210 a4 110 … …. 240 a8 NULL … ... 260 a7 240 图2.8 图2.8 链表示意图 a1 an ∧ H … a2 P P p-data p-next 图2.9 申请一个结点 H H 160 图 图2.7 链式存储结构 需要进一步指出的是：上面定义的LNode是结点的类型，LinkList是指向Lnode类型结点的指针类型。 为了增强程序的可读性，通常将标识一个链表的头指针说明为LinkList类型的变量，如LinkList L ; 当L有定义时，值要么为NULL，则表示一个空表；要么为第一个结点的地址，即链表的头指针；将操作中用到指向某结点的指针变量说明为LNode *类型，如LNode *p； 则语句： p=malloc(sizeof(LNode))； 则完成了申请一块 Lnode 类型的存储单元的操作，并将其地址赋值给变量p。如图2.9所示。P所指的结点为*p，*p的类型为LNode型，所以该结点的数据域为 (*p).data　或p-data，指针域为 (*p).next 或 p-next。free(p)则表示释放 p 所指的结点。 2.3.2 单链表的基本操作 1. 建立单链表 (1)在链表的头部插入结点建立单链表 链表与顺序表不同，它是一种动态管理的存储结构，链表中的每个结点占用的存储空间不是预先分配，而是运行时系统根据需求而生成的，因此建立单链表从空表开始，每读入一个数据元素则申请一个结点，然后插在链表的头部，如图2.10 展现了线性表：（25,45,18,76,29）之链表的建立过程，因为是在链表的头部插入，读入数据的顺序和线性表中的逻辑顺序是相反的。 ∧ ∧ 25 ∧ 4525 18 76 29 76 18 25 ∧ 4525 18 25 ∧ 4525 25 ∧ 4525 25 ∧ 图2.10 在头部插入建立单链表 算法如下： LinkList Creat_LinkList1( ) { LinkList L=NULL；/*空表*/ Lnode *s; i