实用数据结构电子教案链表省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、数据结构第三章 链表第1页第三章 链表 知 识 点单链表结点形式、组织方法和特点 单链表基本运算和对应算法 循环链表组织方法和基本运算算法 双链表结点形式、组织方法和特点 双链表基本运算和对应算法 次序表与链表比较,各自优、缺点 链表应用 用十字链表表示稀疏矩阵第三章 链表第2页难 点 双链表插入、删除运算算法利用链接结构特点设计有效算法,处理与链表结构相关应用问题 要 求 熟练掌握以下内容:单链表结构特点、基本运算并能设计简单算法循环链表结构特点、基本运算并能设计简单算法双链表结构特点、基本运算并能设计简单算法 了解以下内容:用十字链表表示稀疏矩阵 链接堆栈,链接队列应用以及一元多项式加法应
2、用实例 第三章 链表第3页第三章目录3.1 单链表及其运算3.2 循环链表与双向链表 3.3 链表应用举例3.4 表示稀疏矩阵十字链表3.5 应用举例及分析小 结习题与练习第三章 链表第4页3.1.1 单链表1.结点:在链式存放结构中,结点不但存放数据元素值,还附加一个指针(链),用来指向该结点直接后继结点。其中,data部分称为数据域,用于存放线性表一个元素,next部分称为指针域或链域,用于存放一个指针,即存放该结点直接后继结点地址。第三章 链表第5页2.单链表全部结点经过指针链接而组成线性表称为单链表。线性表(a1,a2,an,)单链表可直观地画成:head是单链表头指针,指向开始结点a
3、1,an是终端结点,其指针域为空,不指向任何结点。一个单链表由头指针head唯一标识和确定,所以,可用头指针来命名单链表。第三章 链表第6页3.单链表类型定义 假设线性表中数据元素类型为datatype,单链表类型定义以下:typedef struct node*pointer;struct node datatype data;pointer next;typedef pointer linklist;一个结点是由两个域data和next组成统计,data是结点数据域,next是结点链域。第三章 链表第7页4.指针概念 假设p是一个pointer类型,应正确区分指针型变量、指针、指针所指结点
4、和结点内容这四个亲密相关不一样概念:p值(假如有话)是一个指针,即是一个所指结点地址。该指针(若不是NULL)指向某个node型结点用*p来标识。结点*p是由两个域组成统计,这两个域分别用pdata域和pnext域来标识,它们各有自己值,pdata值是一个数据元素,pnext值是一个指针。第三章 链表第8页3.1.2 单链表基本运算 1.遍历(Traversal):依据已给表头指针,按由前向后次序访问单链表各个结点。在实际应用中遍历是对单链表最基本运算,比如,当要打印或显示出各个结点数值域值、计算单链表长度(即结点数目)或寻找某一个结点时都需要遍历单链表。假设head是单链表头指针,计算一个已
5、建立好单链表结点个数算法以下:第三章 链表第9页计算结点个数算法int length(node*head)/*求表head长度*/int count=0;/*计数器置初值*/node*p=head;/*p指向头结点*/while(p!=NULL)p=p-next;count+;return(count);/*返回表长值*/第三章 链表第10页算法分析此算法关键是while循环语句,开始时p指针指向头结点,每一循环都修改指针值,让它指向下一个结点,同时将计数链表长度变量count加1。这么每循环一次就向后推移一个结点,直到p所指结点*p链域值为NULL为止。空指针NULL起标志作用,若无此标志,
6、尾结点链域值为“无定义”,上述算法中while语句在做最终一次判断时将出现“运行错”,这是应予防止。第三章 链表第11页2.插入 所谓插入是指在单链表中第i个结点(i0)之后插入一个元素为x结点。实现插入算法主要完成三个基本操作:1)在单链表上找到插入位置,即找到第i个结点。能够用遍历方法,即从表头起顺次访问单链表结点,直至找到第i个结点。2)生成一个以x为值新结点。可经过C库函数malloc(size)来产生。3)将新结点链入单链表中。需要改变相关结点指针,以下面图所表示。第三章 链表第12页 假设指针p指向单链表中第i个结点,指针s指向已生成新结点,链入新结点操作以下:将新结点*s链域指向
7、结点*p后继结点 (即s-next=p-next);将结点*p链域指向新结点(即p-next=s)。第三章 链表第13页插入算法 void insert(node*head,int i,x)node*s,*p;int j;s=(node*)malloc(sizeof(node);/*生成新结点*/s-data=x;if(i=0)/*假如i=0,则将s所指结点插入到表头*/s-next=NULL;head=s;else p=head;j=1;/*查找第i个结点,由p所指向*/第三章 链表第14页插入算法续 while(p!=NULL&jnext;if(p!=NULL)/*把新结点插入其后*/s-
8、next=p-next;p-next=s;else printf(“未找到!n”);第三章 链表第15页3.删除当需要从单链表上删除结点时,就要经过删除运算来完成。删除单链表上一个其值为x结点主要操作是:1)用遍历方法在单链表上找到该结点;2)从单链表上删除该结点。欲从单链表上删除一个结点,需修改该结点前一个结点指针,以下面图所表示。第三章 链表第16页 假设指针q指向待删除结点前一个结点,指针p指向要删除结点,删除该结点操作以下:将该结点前一个结点*q链域指向*p后继结点(即q-next=p-next)。第三章 链表第17页删除算法void delete(node*head,int x)no
9、de*p,*q;if(head=NULL)printf(“链表下溢!n”);/*判空*/if(head-data=x)/*如表头结点值等于x*/p=head;head=head-next;free(p);else q=head;/*从第二个结点开始查找*/p=head-next;第三章 链表第18页删除算法续 while(p!=NULL&p-data!=x)q=p;p=p-next;if(p!=NULL)/*找到该结点,删除*/q-next=p-next;free(p);else printf(“未找到!n”);返回第三章 链表第19页3.2.1 循环链表循环链表(circular linke
10、d list)是一个首尾相接链表,将单链表表尾结点原来空指针改为指向表头结点,就成为循环链表。循环链表并不多占存放单元,但从循环链表任一个结点出发都能够访问到此链表每一个结点,因为当访问到表尾结点后又能返回到头结点。第三章 链表第20页1.带头指针循环链表通常在循环链表表头结点前面再加一个空结点,也叫空表头结点。表空时空表头结点指针指向其本身,以下面图所表示为空循环链表。空表头结点除指针以外数据域是没有用,但为了将此结点与普通结点相区分,经常是将其赋以一个尤其数据,以与普通结点相区分。第三章 链表第21页2.带尾指针循环链表另一个方法是不设头指针而改设尾指针,这么不论是找头结点还是尾结点都很方
11、便。因为尾结点由尾指针rear来指示,则头结点位置是rear-next-next。第三章 链表第22页3.2.2 双链表 双向链表中每个结点除了有向后指针外,还有指向其前一个结点指针,这么形成链表中有两条不一样方向链,所以从某一结点均可向两个方向访问。双链表结点形式为:其中链域prior和next分别指向本结点直接前趋和直接后继结点。第三章 链表第23页假如循环链表结点再采取双向指针,就成为双向循环链表。第三章 链表第24页双链表较单链表即使要多占用一些存放单元,但对其插入和删除操作以及查找结点前趋和后继都非常方便。双链表结构是一个对称结构,设指针p指向双链表某一结点,则双链表对称性可用下式来
12、表示:p=(p-prior)-next=(p-next)-prior 即结点*p地址既存放在其前趋结点 *(p-prior)后继指针域中,又存放在它后继结点*(p-next)前趋指针域中。第三章 链表第25页1.双链表插入设要在p所指结点前面插入一个新结点*q,则需要修改4个指针:q-prior=p-prior;q-next=p;(p-prior)-next=q;p-prior=q;第三章 链表第26页2.双链表删除设p指向待删除结点,则删除该结点步骤为:(p-prior)-next=p-next;(p-next)-prior=p-prior;这两个语句执行次序能够颠倒,执行这两个语句之后,可
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