链式存储结构
比较顺序存储结构和链式存储结构
1、试比较顺序存储结构和链式存储结构的优缺点;在什么情况下用顺序表比链表好答：① 顺序存储时,相邻数据元素的存放地址也相邻逻辑与物理统一；要求内存中可用存储单元的地址必须是连续的;优点：存储密度大＝1,存储空间利用率高;缺点：插入或删除元素时不方便;②链式存储时,相邻数据元素可随意存放,但所占存储空间分两部分,一部分存放结点值,另一部分存放表示结点间关系的指针优点：插入或删除元素时很方便,使用灵活;缺点：存储密度小<1,存储空间利用率低;顺序表适宜于做查找这样的静态操作；链表宜于做插入、删除这样的动态操作;若线性表的长度变化不大,且其主要操作是查找,则采用顺序表；若线性表的长度变化较大,且其主要操作是插入、删除操作,则采用链表;顺序表与链表的比较基于空间的比较存储分配的方式顺序表的存储空间是静态分配的链表的存储空间是动态分配的存储密度 = 结点数据本身所占的存储量/结点结构所占的存储总量顺序表的存储密度 = 1链表的存储密度 < 1基于时间的比较存取方式顺序表可以随机存取,也可以顺序存取链表是顺序存取的插入/删除时移动元素个数顺序表平均需要移动近一半元素链表不需要移动元素,只需要修改指针顺序表和链表的比较顺序表和链表各有短长;在实际应用中究竟选用哪一种存储结构呢这要根据具体问题的要求和性质来决定;通常有以下几方面的考虑：┌───┬───────────────┬───────────────┐│ │ 顺序表│链表│├─┬─┼───────────────┼───────────────┤│基│分│静态分配;程序执行之前必须明确│动态分配只要内存空间尚有空闲,││于│配│规定存储规模;若线性表长度n变│就不会产生溢出;因此,当线性表││空│方│化较大,则存储规模难于预先确定│的长度变化较大,难以估计其存储││间│式│估计过大将造成空间浪费,估计太│规模时,以采用动态链表作为存储││考│ │小又将使空间溢出机会增多; │结构为好; ││虑├─┼───────────────┼───────────────┤││存│为1;当线性表的长度变化不大, │<1 │││储│易于事先确定其大小时,为了节约││││密│存储空间,宜采用顺序表作为存储││││度│结构; ││├─┼─┼───────────────┼───────────────┤│基│存│随机存取结构,对表中任一结点都│顺序存取结构,链表中的结点,需││于│取│可在O1时间内直接取得│从头指针起顺着链扫描才能取得;││时│方│线性表的操作主要是进行查找,很│││间│法│少做插入和删除操作时,采用顺序│││考││表做存储结构为宜; │││虑├─┼───────────────┼───────────────┤││插│在顺序表中进行插入和删除,平均│在链表中的任何位置上进行插入和│││入│要移动表中近一半的结点,尤其是│删除,都只需要修改指针;对于频│││删│当每个结点的信息量较大时,移动│繁进行插入和删除的线性表,宜采│││除│结点的时间开销就相当可观; │用链表做存储结构;若表的插入和││ │操│ │删除主要发生在表的首尾两端,则││ │作│ │采用尾指针表示的单循环链表为宜│为什么在单循环链表中设置尾指针比设置头指针更好答：尾指针是指向终端结点的指针,用它来表示单循环链表可以使得查找链表的开始结点和终端结点都很方便,设一带头结点的单循环链表,其尾指针为rear,则开始结点和终端结点的位置分别是rear->next->next 和 rear, 查找时间都是O1; 若用头指针来表示该链表,则查找终端结点的时间为On;在链表中设置头结点有什么好处头结点即在链表的首元结点之前附设的一个结点,该结点的数据域可以为空,也可存放表长度等附加信息,其作用是为了对链表进行操作时,可以对空表、非空表的情况以及对首元结点进行统一处理,编程更方便;。
链式存储结构的基本操作
广州大学学生实验报告开课学院及实验室：计算机科学与工程实验室2011年月日学院计算机科学与教育软件学院年级、专业、班计机094 姓名潘永航学号0923010089实验课程名称数据结构成绩实验项目名称实验一链式存储结构的基本操作指导老师一、实验目的掌握单链表，链式堆栈，链式队列的定义及基本操作二、使用仪器、器材微机一台操作系统：WinXP编程软件：C++三、实验内容及原理（一）单链表的定义及基本操作（1）用带表头的链表存放输入的数据，每读入一个数，按升序顺序插入到链表中，链表中允许两个结点有相同值。
链表的头结点存放链表后面的结点个数，初始化时就生成头结点（初值为0）。
（2）在上述带表头的链表中删除第i个结点或删除数值为item的结点。
（3）链表翻转是把数据逆序（变成降序），注意，头结点不动。
翻转后要再翻转一次，恢复升序后才能插入新元素，否则会出错。
（4）设A与B分别为两个带有头结点的有序循环链表（所谓有序是指链接点按数据域值大小链接，本题不妨设按数据域值从小到大排列），list1和list2分别为指向两个链表的指针。
请写出并在计算机上实现将这两个链表合并为一个带头结点的有序循环链表的算法。
（二）链式堆栈的定义及基本操作（5）先定义堆栈的几个基本操作，再设计一主函数利用堆栈的操作完成以下功能：假设一个算术表达式中可以包含三种括号：()[]{}，且这三种括号可以按任意次序嵌套使用（如：...[...{...}...[...]...]...(...)）。
编写判别给定表达式中所含括号是否正确配对出现的算法，已知表达式已存入数据元素为字符的单链表中。
（三）链式队列的定义及基本操作（6）先定义队列的几个基本操作，再设计一主函数利用队列的操作完成以下功能：键盘输入的字符可以临时存入键盘的缓冲区中。
为了充分利用缓冲区的空间，往往将缓冲区设计成链式循环队列的结构，并为循环队列结构的缓冲区设置一个队首指针和一个队尾指针。
谈顺序存储与链式存储的异同
谈顺序存储与链式存储的异同摘要：顺序存储与链式存储的应用范围较为广泛。
顺序存储就是用一组地址连续的存储单元依次存储该线性表中的各个元素，由于表中各个元素具有相同的属性，所以占用的存储空间相同，而链式存储无需担心容量问题，读写速度相对慢些，由于要存储下一个数据的地址所以需要的存储空间比顺序存储大。
关键词：顺序存储链式存储顺序存储与链式存储异同一、什么是顺序存储在计算机中用一组地址连续的存储单元依次存储线性表的各个数据元素,称作线性表的顺序存储结构.顺序存储结构是存储结构类型中的一种，该结构是把逻辑上相邻的节点存储在物理位置上相邻的存储单元中，结点之间的逻辑关系由存储单元的邻接关系来体现。
由此得到的存储结构为顺序存储结构，通常顺序存储结构是借助于计算机程序设计语言（例如c/c++）的数组来描述的。
顺序存储结构的主要优点是节省存储空间，因为分配给数据的存储单元全用存放结点的数据（不考虑c/c++语言中数组需指定大小的情况），结点之间的逻辑关系没有占用额外的存储空间。
采用这种方法时，可实现对结点的随机存取，即每一个结点对应一个序号，由该序号可以直接计算出来结点的存储地址。
但顺序存储方法的主要缺点是不便于修改，对结点的插入、删除运算时，可能要移动一系列的结点。
二、简述链式存储在计算机中用一组任意的存储单元存储线性表的数据元素(这组存储单元可以是连续的,也可以是不连续的).它不要求逻辑上相邻的元素在物理位置上也相邻.因此它没有顺序存储结构所具有的弱点,但也同时失去了顺序表可随机存取的优点.链式存储结构不要求逻辑上相邻的两个数据元素物理上也相邻，也不需要用地址连续的存储单元来实现。
因此在操作上，它也使得插入和删除操作不需要移动大量的结点。
线性表的链式存储结构主要介绍了单链表、循环链表、双向链表和静态链表四种类型，讨论了各种链表的基本运算和实现算法。
三、栈的存储结构：顺序存储和链式存储利用顺序存储方式实现的栈称为顺序栈。
第3章线性表的链式存储
(a) 空循环链表
L
a1
a2
...
an
(b) 非空循环链表
3.1.3 双向链表
在单链表结点中只有一个指向其后继结点的next 指针域，而找其前驱则只能从该链表的头指针开始，顺 着各结点的next指针域进行查找，也就是说找后继的时 间复杂度是O(1)，找前驱的时间复杂度是O(n)。如果也 希望找前驱像后继那样快，则只能付出空间的代价：每 个结点再加一个指向前驱的指针域prior，结点的结构修 改为下图，这样链表中有两个方向不同的链，用这种结 点组成的链表称为双向链表。
1．带头结点的单链表 2．不带头结点的单链表
3.3.3 单链表插入操作的实现
单链表的插入操作是指在表的第i个位置结点处插入 一个值为data的新结点。插入操作需要从单链表的第一个结 点开始遍历，直到找到第i个位置的结点。插入操作分为在 结点之前插入的前插操作和在结点之后插入的后插操作。
1．前插操作 2．后插操作
2．整数型单链表算法
3．不带头结点的单链表算法
3.2.2 尾插法单链表的创建实现
用头插法实现单链表的创建，比较简单，但读入的 数据元素的顺序与生成的链表中元素的顺序是相反的。若希 望两者次序一致，则用尾插法创建单链表。为了快速找到新 结点插入到链表的尾部位置，所以需加入一个尾指针r用来 始终指向链表中的尾结点。初始状态：头指针L和尾指针r均 为空，把各数据元素按顺序依次读入，申请结点，将新结点 插入到r所指结点的后面，然后r指向新结点，直到读入结束 标志为止。
3.2.2 尾插法单链表的创建实现
L
插入P前的尾指针 插入P后的尾指针
r
3
4
P1
x^
2
3.3 单链表运算的实现
顺序结构和链式结构
顺序结构和链式结构
介绍
在计算机的物理存储结构上，分为顺序存储结构和链式存储结构，表⽰的是数据在内存中的分布位置
顺序存储结构
顺序存储结构是把数据元素存放在地址连续的存储空间⾥⾯。
当程序在内存中开辟⼀定数量的存储空间，这些空间的地址是紧挨着⼀起的。
在内存中是这样的
就像门牌号⼀样，建造房⼦也同时要编制好房号，通过指定的房号⼊住数据或者访问数据，数组是典型的顺序存储结构
链式存储结构
链式存储结构和顺序结构不同，它的存储空间地址是不连续的，东⼀个西⼀个的存储，在内存中见缝插针，相⽐顺序存储结构，它的空间利⽤率要⾼。
具体的在内存存储⽅式：
链式结构的重点是两两端点之间的关系
⼀个端点有下⼀个端点的访问地址，就是说你想要访问某个端点，就要先找到它的上⼀个端点。
直到你所能直接访问到的祖先端点
<<⽆间道>>的卧底就是这样⼦的
陈永仁是卧底，所以警局的⼈是不知道他的存在的，只有直属上司黄志诚知道。
想要拿到⿊帮情报，就要先叫黄志诚去找陈永仁，黄志诚找到陈永仁之后才能获得情报反馈给警局
如果⼀旦黄志诚被⿊帮解决掉，警局再也⽆法获得陈永仁提供的情报。
同理，链式存储结构⼀旦中间某个端点中断了，后⾯的端点就消失在内存中，数据还在，但没有办法找到它了。
顺序存储结构、链式存储结构、索引存储结构、散列存储结构
顺序存储结构、链式存储结构、索引存储结构、散列存储结构介绍存储结构是指数据在计算机内存或磁盘等存储介质中的组织方式。
在数据结构中，常见的存储结构有顺序存储结构、链式存储结构、索引存储结构和散列存储结构。
下面将分别对这四种存储结构进行详细介绍。
一、顺序存储结构（Sequential Storage Structure）：顺序存储结构是将数据元素按照其逻辑次序依次存储在一片连续的存储空间中，即在内存或磁盘上连续存放数据元素。
数据元素之间的逻辑关系通过其在存储空间中的物理位置来表示。
特点：顺序存储结构的存取速度较快，可以通过下标直接访问元素。
插入和删除操作需要移动大量元素，效率较低。
适用于元素数量固定、随机访问频繁的场景，如数组。
二、链式存储结构（Linked Storage Structure）：链式存储结构通过使用指针将数据元素存储在不连续的存储空间中，并通过指针将它们连接起来。
每个数据元素中都包含一个指向下一个元素的指针，从而构成了一个链表结构。
特点：链式存储结构的插入和删除操作效率较高，只需要修改指针的指向。
访问某个元素需要从头节点开始遍历，效率较低。
适用于元素数量不固定、插入和删除频繁的场景，如链表。
三、索引存储结构（Indexed Storage Structure）：索引存储结构是在顺序存储结构的基础上，为数据元素建立一个索引表，该索引表中的每个索引项包含了一个关键字和对应数据元素在存储空间中的地址。
特点：索引存储结构可以通过索引表快速定位数据元素，减少了遍历的时间。
插入和删除操作需要同时修改索引表和存储空间，效率相对较低。
适用于大型数据库等场景，可以提高查询效率。
四、散列存储结构（Hash Storage Structure）：散列存储结构是通过将数据元素的关键字映射到一个散列地址来进行存储和访问的。
具体的映射函数称为散列函数，它将关键字转换为一个固定长度的散列地址。
特点：散列存储结构可以快速定位数据元素，查找效率高。
顺序存储结构、链式存储结构、索引存储结构、散列存储结构
顺序存储结构、链式存储结构、索引存储结构、散列存储结构顺序存储结构：顺序存储结构是一种将数据元素依次存放在一块连续的存储空间中的存储方式。
在顺序存储结构中，每个数据元素都占用一个连续的存储单元，而且数据元素之间的逻辑关系与物理位置相对应。
顺序存储结构适用于插入和删除操作较少、查找操作频繁的场景。
顺序存储结构的主要优点是存取元素的速度快、空间利用率高，但是它无法很好地应对元素的插入和删除操作。
当需要在顺序存储结构中插入和删除元素时，需要移动大量的数据元素，因此时间复杂度较高。
另外，顺序存储结构的存储空间需要在初始化时就确定，不能动态扩展，这对于元素数量不确定的情况下有一定的限制。
链式存储结构：链式存储结构是一种将数据元素存储在任意的存储单元中，并通过指针来表示它们之间关系的存储方式。
链式存储结构中的每个存储单元都包含两部分，一部分是实际的数据元素，另一部分是指向下一个存储单元的指针。
链式存储结构适用于插入和删除操作频繁、查找操作较少的场景。
链式存储结构的主要优点是插入和删除操作的时间复杂度为O(1)，只需要修改指针的指向就可以完成操作。
同时，链式存储结构的容量可以动态扩展，不受存储空间的限制。
然而，链式存储结构对于查找操作的时间复杂度为O(n)，需要遍历整个链表才能找到目标元素。
此外，链式存储结构需要额外的存储空间来存储指针，会占用较多的内存空间。
索引存储结构：索引存储结构是一种通过建立索引来提高查找效率的存储方式。
在索引存储结构中，除了存储数据元素外，还会建立一个索引表，索引表中包含了数据元素的关键字和相应的指针。
通过查找索引表，可以快速定位到目标数据元素的存储位置，从而提高查找效率。
索引存储结构适用于查找操作频繁、插入和删除操作较少的场景。
索引存储结构的主要优点是在查找操作时的时间复杂度为O(logn)，比顺序存储结构和链式存储结构的O(n)要小。
同时，在插入和删除操作时，索引存储结构只需调整索引表和指针的指向，操作效率较高。
线性表的链式存储结构
线性表的链式存储结构
线性表的链式存储结构是指用一组任意的存储单 元（可以连续，也可以不连续）存储线性表中的数据 元素。为了反映数据元素之间的逻辑关系，对于每个 数据元素不仅要表示它的具体内容，还要附加一个表 示它的直接后继元素存储位置的信息。假设有一个线 性表（a,b,c,d），可用下图2所示的形式存储：
27
p
s
图 2-9
28
完整的算法：
int DuListInsert(DuLinkList *L,int i,EntryType e)
if (L.head->next==NULL) return TRUE; else return FALSE; }
12
6. 通过e返回链表L中第i个数据元素的内容 void GetElem(LinkList L,int i,EntryType *e) {
LNode *p; int j; //j为计数器，记载所经过的结点数目 if (i<1||i>ListLength(L)) exit ERROR; //检测i值的合理性 for (p=L.head,j=0; j!=i;p=p->next,j++); //找到第i个结点 *e=p->data; //将第i个结点的内容赋给e指针所指向的存储单元中 }
10
4. 求链表L的长度
int ListLength(LinkList L)
{
LNode *p;
int len;
for(p=L.head, len=0;p->next==NULL; p=p->next,len++);
return(len);
循环条件表达式 重复执行的语句
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
串的基本操作分析
子串编辑操作： 查找给定的子串是否存在： 查找给定的子串存在数量： 索引操作： 在某个位置开始插入某个字符串：StrInsert; 在某个位置替换给定长度的子串：StrReplaceIndex；
在某个位置删除给定长度的子串：StrDeleteIndex；
自某位置开始取给定长度的子串：StrSubString
StrAssign
StrAssign (&T, chars)
初始条件：chars 是字符串常量。 操作结果：把 chars 赋为 T 的值。
16
StrCopy
StrCopy (&T, S) 初始条件：串 S 存在。
11
C语言函数库串处理函数
strcpy： 将字符串src复制到dest
Strcat：将字符串src添加到dest末尾 Strchr：检索并返回字符c在字符串s中第一次出现的位置
Strcmp：字符串s1与s2的大小,并返回s1-s2
strcpy ：将字符串src复制到dest Strcspn：扫描s1,返回在s1中有,在s2中也有的字符个数 Strdup：将字符串s复制到最近建立的单元 Strerror: 本函数返回最近一次的错误信息, Stricmp:比较字符串s1和s2,并返回s1-s2 strlen: 返回字符串s的长度
14
串的基本操作
StrAssign StrCopy StrDestroy StrEmpty StrCompare StrLength StrConcat
StrSubString StrIndex StrReplace StrInsert StrDelete StrClear
两串串相等：
称两个串是相等的，当且仅当这两个串的值相等。
也即：两个串的长度相等，并且各个对应位置的字符都相等时才相等。 字符相等意味着字符所对应的ascii值相等。
5
2、串的表示和实现
串的基本操作 定长顺序存储表示
堆分配存储表示
串的块链存储表示
6
串的基本操作
串基本操作 C语言函数库串处理函数
3
空串与空格字符串
零个字符的串称为空串，通常以两个相邻的双引 号来表示空串（Null string），如：s=〃〃，它的 长度为零； 仅由空格组成的的串称为空格串，如：s=〃└┘ 〃；若串中含有空格，在计算串长时，空格应计入 串的长度中，如：s=〃I’m a student〃的长度为13 。 在C语言中，用单引号引起来的单个字符与单个 字符的串是不同的， 如s1=＇a＇与s2=〃a〃两者 是不同的，s1表示字符，而s2表示字符串。
数据结构讲义
第四章 串
第四章 串
4.1串类型的定义
4.2串的表示和实现
4.3串的模式匹配算法 4.4串操作应用举例
2
1、串类型的定义
串（或字符串）（String）是由零个或多个字符组成的有 限序列。 一般记作s=〃c0c1c2…cn-1〃 (n≥0) 其中： s为串名，用双引号括起来的字符序列是串的值； ci(0≤i≤n-1)可以是字母、数字或其它字符； 双引号为串值的定界符，不是串的一部分； 字符串字符的数目n称为串的长度； 零个字符的串称为空串； 仅由空格组成的的串称为空格串。
12
C语言函数库串处理函数
strlwr ：字符串s中的大写字母全部转换成小写字母,并返回转换后的字符串
strncat：将字符串src中最多maxlen个字符复制到字符串dest中
strncmp：比较字符串s1与s2中的前maxlen个字符 strncpy：复制src中的前maxlen个字符到dest中 strnicmp：比较字符串s1与s2中的前maxlen个字符 Strnset： 将字符串s的前n个字符置于ch中 strpbrk :扫描字符串s1,并返回在s1和s2中均有的字符个数 Strrchr: 扫描最后出现一个给定字符c的一个字符串s
串的基本操作描述
串与线性表的比较 串的存储结构
7
串的基本操作
串的基本操作分析：
常规操作 单串操作 双串操作 子串编辑操作
索引操作
8
串的基本操作分析
常规操作： 字符串初始化： InitString 字符串销毁： DestoryString 单串操作： 求字符串长度：StrLength : 判断是否为空串： 将给定字符串清空： 双串操作： 两个字符串是否相等； 两个字符串复制； 两个字符串连接；
10
C语言函数库串处理函数
对于串的基本操作集可以有不同的定义方法，在使用高级程序设计 语言中的串类型时，应以该语言的参考手册为准。 例如：C语言函数库中提供下列串处理函数： gets(str) 输入一个串； puts(str) 输出一个串； strcat(str1, str2) 串联接函数； strcpy(str1, str2, k) 串复制函数； strcmp(str1, str2) 串比较函数； strlen(str) 求串长函数； c语言提供的关于字符串处理函数，其说明主要在“string.h”中。
4
主串和子串
字符与字符串：
称一个字符在串序列中的序号为该字符在串中的位置； 当一个字符在串中多次出现时，以该字符第一次在字符串中出现的位置
为该字符在串中的位置。
子串与主串：
子串：一个串的任意个连续的字符组成的子序列称为该串的子串；
主串：包含子串的串称为主串。
子串在主串中的位置是以子串的第一个字符在主串中的位置来表示的。
Strrev: 将字符串s中的字符全部颠倒顺序重新排列,并返回排列后的字符串
Strset: 将一个字符串s中的所有字符置于一个给定的字符ch
13
C语言函数库串处理函数
strspn: 扫描字符串s1,并返回在s1和s2中均有的字符个数 strstr: 扫描字符串s2,并返回第一次出现s1的位置 strtod: 将字符串str转换成双精度数,并返回这个数, strtok: 检索字符串s1,该字符串s1是由字符串s2中定义的定界符所分隔 strtol:将字符串str转换成长整型数,并返回这个数, strupr: 将字符串s中的小写字母全部转换成大写字母,并返回转换后的字符 串