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C++ 使用数组实现链表

2023-07-04 23:25:48 深夜i -- --

C++ 数组链表实现

在 C++ 编程中，链表是一种非常常见的数据结构，常用来存储动态数据集合。然而，链表的实现需要大量的指针操作，这就需要对内存使用和管理进行非常谨慎的把控。为了解决这个问题，有一种使用数组实现链表的方法。

数组实现链表的思路很简单：将整个链表存在一个数组中，使用数组下标来表示链表中每个元素的位置关系。每个元素都有两个属性：值和下一个元素的下标。因为数组是一个连续的内存区域，这种方式消除了指针的使用。

实际上，数组实现链表并不需要数组中的所有元素都用于链表。我们可以使用一个变量来记录链表的起始点，这样我们就只需使用数组中与链表相关的元素。

下面是一个简单的使用数组实现链表的例子：


#include <iostream>
using namespace std;
struct Node
  int value;
  int next;
;
int main() {
  // 声明一个大小为 10 的数组，其中 index 为 i 的元素表示链表中下标为 i 的元素
  Node nodes[10];
  // 假设现在链表由 1 -> 2 -> 3 -> 4 组成，其中 4 为链表末尾
  nodes[0].value = 1;
  nodes[0].next = 1;
  nodes[1].value = 2;
  nodes[1].next = 2;
  nodes[2].value = 3;
  nodes[2].next = 3;
  nodes[3].value = 4;
  nodes[3].next = -1; // 表示链表末尾
  // 输出链表中的每个元素
  int index = 0;
  while (nodes[index].next != -1) {
    cout << nodes[index].value << "->";
    index = nodes[index].next;
  }
  cout << nodes[index].value << endl;
  return 0;
}

在这个例子中，我们首先声明一个大小为 10 的数组，然后用数组中的前 4 个元素模拟了一个链表。其中，数组中每个元素都有两个属性：值和下一个元素的下标。链表的起始点被存储在第 0 个元素中，它的值为 1，下一个元素的下标是 1。第 1 个元素的值为 2，下一个元素的下标是 2，以此类推。

然后，我们使用 while 循环遍历整个链表中的每个元素，并输出它们的值。在循环中，我们从第 0 个元素开始遍历，先输出它的值，然后将它的下一个元素的下标作为循环计数器的值，继续循环直到遇到链表末尾。

使用数组实现链表的好处是使用起来简单方便，更加容易理解和管理内存。但是，它也有一些限制。由于数组的大小是固定的，所以链表的大小也是固定的。这就意味着，当链表的大小超过数组的大小时，我们就需要重新调整数组的大小。另外，由于链表的元素都在数组中，所以频繁地插入和删除元素可能会导致数组的复制和移动操作，造成性能损失。

总之，使用数组实现链表可以大大减少指针操作，使代码更加简单和直观，同时也有一些限制需要注意。对于小型的链表，它是一个不错的选择，但是在处理大型数据集时，我们需要谨慎考虑其适用性。

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