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用数组实现链表的C++程序设计

2023-07-06 12:49:02 深夜i -- --

数组链表 C++ 程序设计实现

链表是一种常见的数据结构，它可以存储不连续的数据，并通过指针将这些数据链接起来。在C++中，我们可以使用数组来实现链表。本文将介绍如何用数组实现链表的C++程序设计。

1. 定义数据结构

在实现链表之前，我们需要定义数据结构，这里我们选择用结构体来表示一个节点。每个节点包括两个数据成员，一个是数据data，另一个是指向下一个节点的指针next。

struct Node

int data;

int next;

;

其中，data表示节点所存储的数据，next表示指向下一个节点的索引。如果next为-1，则表示该节点为链表的最后一个节点。

2. 定义数组

定义好节点后，我们需要定义一个数组来存储这些节点。在定义数组时，需要确定链表的大小及其头节点的下标。我们声明一个大小为10000的数组用于存储节点，将数组中每个元素都初始化为0。

const int MAXN = 10000;

Node node_list[MAXN];

int head = -1; //头节点下标

3. 插入节点

插入节点是链表操作中最常见的操作之一。从数组中选择一个空闲的位置来存储新节点，并设置新节点的next指向原来头节点的下标，同时更新头节点的下标。

int insert_node(int value) {

// 求出一个空位置

int index = get_free_index();

if (index == -1) return -1;

// 填写新节点的值

node_list[index].data = value;

node_list[index].next = head;

head = index;

return 0;

}

get_free_index()函数用于找到数组中第一个值为0的位置，用于存储新节点。如果未找到空闲位置，则说明空间已满，插入节点失败，函数返回-1。

4. 查找节点

查找节点是另一个常见的操作。给定一个目标值，我们需要遍历链表中的每个节点，找到与目标值相等的节点。

int find_node(int value) {

int index = head;

while (index != -1) {

if (node_list[index].data == value)

return index;

index = node_list[index].next;

}

return -1; //未找到目标节点

}

从头节点开始，依次遍历每个节点的data，如果找到了目标值相等的节点，则返回该节点的下标。如果遍历完整个链表都未找到目标节点，则返回-1。

5. 删除节点

删除节点是链表操作中最麻烦的操作之一，因为需要更新前一个节点的指针。在使用数组实现链表时，我们将删除节点的方法实现为将节点的data值置为0，将其下一个节点的索引更新到该节点的下一个节点，同时释放该节点。

int delete_node(int value) {

int index = find_node(value);

if (index == -1) return -1; //未找到目标节点

node_list[index].data = 0;

node_list[index].next = node_list[node_list[index].next].next;

free_index.push(index); //释放该节点

return 0;

}

在以上代码中，free_index是一个栈，用于存储被删除的节点的下标，以便后续可以重复利用这些空间。

6. 总结

使用数组来实现链表的C++程序设计，可以通过定义结构体来表示节点，定义一个数组用于存储节点，然后实现插入、查找和删除节点等操作，从而完成链表的实现。虽然数组实现链表的代码相较于指针少了不少的内存管理代码，但是数组不能插入任意位置，而且删除节点时需要遍历数组，找到该节点并且更新前一个节点的指针。在实现链表时，需要根据实际情况选择使用指针还是数组来存储节点。

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