空间数据结构复习(二)
2.广义表的存储结构:
原子:可以是任何在结构上不可分割的元素。
广义表: 简称列表(Lists),是零个或多个有序序列,广义表的元素或者为原子或者为广义表,广义表记为 LS=(x0,x1,x2,···,xn-1) ,其中,xi称为表元素。
作为广义表中元素的广义表被称为子表,为了区分原子和子表,有如下书写上的约定:用大写字母表示表或子表,用小写字母表示原子。
一个广义表中所包含的元素(包括原子和子表)个数称为该广义表的长度。长度为0的表是空表。
综上所述,广义表有下列重要的性质:
(1)广义表的元素可以是原子,也可以是子表,而子表的元素还可以是子表······因此广义表是一种多层次的数据结构。当用圆括号表示广义表的时候,一个表的深度是指表中所包含的括号层数。例如一个空表E=()
,其深度就是1
,A=(x,L)=(x,(a,b))
的深度就为2
。
(2)广义表可以是递归的表,广义表的定义并没有限制元素的递归,即广义表也可以是自身的子表,例如D=(z, D)
这种形式。
(3)广义表可以为其它表所共享,这一点非常的好理解,就是一个表可以是另一个表的子表。
(4)广义表可以看成是线性表的推广,而线性表是广义表的特例。即深度为1
的广义表。
(5)如果规定任何表都是有名的表,则为了既标明每个表的名字,又说明它的组成,可以将表的名字写在本表对应的括号前,即可以省略等号,如下:L=(a, b)
可以写成L(a,b)
。
编者补充:
由于我们是考前抱佛脚,所以解释一下什么是线性表。
线性表是n(n >= 0)个元素 a0,a1,···,an-1 的有限序列,记为:(a0,a1,···,an-1)。其中,n 是线性表中元素的个数,即线性表的长度。当n = 0
时,为空表。
设 ai 是表中第 i 个元素, i = 0,1,2,3···,n - 1,我们常称 ai 是 ai+1的直接前驱元素 ,ai+1 是 ai的直接后驱元素。
一般地,线性表中的元素具有相同的类型,它们可以是简单类型,如整数,也可以是结构类型。
线性表是一种动态数据结构,它的表长可以变化。在线性表上可以执行元素访问和修改运算,也可以在表中任何位置执行和删除元素的运算。
与堆栈和队列相同,线性表有两种典型的存储表达方式:顺序表示和链接表示。
(1)用一维数组存储线性表称为线性表的顺序表示,顺序表示的线性表称为顺序表。
线性表的顺序实现可以用下面C语言结构定义:
typeof struct list{
int Size,MaxList;
T Elements[MaxSize];
} List;
在上面定义的结构类型List
中,Size
是线性表的长度,MaxList
为表的最大允许长度。一维数组Elements
用以存放线性表中的元素,实现线性表的顺序存储。
(2)线性表的链接表示:单链表、双向链表存储线性表称为线性表的链接存储表示。
线性表的链接实现可以用下面C语言结构定义:
typeof struct node {
T Elements;
struct node* Link;
} Node;
typeof struct List {
Node *First;
int Size;
} List;
上面定义的结构类型List
中,First
为指向单链表头结点的指针。特别注意在链接表示下,可以不设线性表的长度限制,只要用于动态存储分配的堆得空间未用完,总可以创建单链表的新结点。
下面要注意一个辅助函数的使用,我们需要知道指向单链表中位置为pos
的结点的指针,那么这个函数作用就是返回这个指针:
Node *set_pos(List lst, int pos) {
int i;
Node q = lst.First; /*使指针q指向起始结点*/
for(i=0;i<pos;i++) q = q -> Link; /*令指针q向后移动pos次,指向位置为pos的结点*/
return q;
}
此处编者认为在定义这个函数时不一定要用上述所用到的Node *
,其实我们在平时时使用int *
来定义这个函数时也不会报错,但是,这里是为了规范,因为这里返回的结果q
为Node
型指针。
接着回到广义表,广义表的第一个元素称为头部,其余元素组成的表是广义表的尾部。
广义表的存储表示:由于广义表的数据元素可以是原子,也可以是广义表。因此它难以用顺序存储结构表示,通常采用链接存储结构表示。一种做法是将结点分成两类:原子结点和子表结点,每类结点都有三个域,其中有一个标志域Tag
,它等于0时表示该结点是原子结点,Tag = 1
表示该结点是子表结点,原子结点包括Tag、Atom、Tp域
。子表结点包括Tag、Hp、Tp域
。Tp域
是原子结点和子表结点共有的,它是指向广义表的尾部指针。原子结点的域Atom
中存放原子的值,子表结点的域Hp
指示子表的头部。