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printf("Sex=%c\nScore=%f\n",ps->sex,ps->score);
free(ps);
}
本例中,定义了结构stu,定义了stu类型指针变量ps。 然后分配一块stu大内存区,并把首地址赋予ps,使ps指向该区域。再以ps为指向结构的指针变量对各成员赋值,并用printf 输出各成员值。最后用free函数释放ps指向的内存空间。 整个程序包含了申请内存空间、使用内存空间、释放内存空间三个步骤, 实现存储空间的动态分配。链表的概念在例7.9中采用了动态分配的办法为一个结构分配内存空间。每一次分配一块空间可用来存放一个学生的数据, 我们可称之为一个结点。有多少个学生就应该申请分配多少块内存空间, 也就是说要建立多少个结点。当然用结构数组也可以完成上述工作, 但如果预先不能准确把握学生人数,也就无法确定数组大小。 而且当学生留级、退学之后也不能把该元素占用的空间从数组中释放出来。 用动态存储的方法可以很好地解决这些问题。 有一个学生就分配一个结点,无须预先确定学生的准确人数,某学生退学, 可删去该结点,并释放该结点占用的存储空间。从而节约了宝贵的内存资源。 另一方面,用数组的方法必须占用一块连续的内存区域。 而使用动态分配时,每个结点之间可以是不连续的(结点内是连续的)。 结点之间的联系可以用指针实现。 即在结点结构中定义一个成员项用来存放下一结点的首地址,这个用于存放地址的成员,常把它称为指针域。可在第一个结点的指针域内存入第二个结点的首地址, 在第二个结点的指针域内又存放第三个结点的首地址, 如此串连下去直到最后一个结点。最后一个结点因无后续结点连接,其指针域可赋为0。这样一种连接方式,在数据结构中称为“链表”。图7.3为链表的示意图。
在图7.3中,第0个结点称为头结点, 它存放有第一个结点的首地址,它没有数据,只是一个指针变量。 以下的每个结点都分为两个域,一个是数据域,存放各种实际的数据,如学号num,姓名name,性别sex和成绩score等。另一个域为指针域, 存放下一结点的首地址。链表中的每一个结点都是同一种结构类型。例如, 一个存放学生学号和成绩的结点应为以下结构:
struct stu
{ int num;
int score;
struct stu *next;
}
前两个成员项组成数据域,后一个成员项next构成指针域, 它是一个指向stu类型结构的指针变量。链表的基本操作对链表的主要操作有以下几种:
1.建立链表;
2.结构的查找与输出;
3.插入一个结点;
4.删除一个结点;
下面通过例题来说明这些操作。
[例7.10]建立一个三个结点的链表,存放学生数据。 为简单起见, 我们假定学生数据结构中只有学号和年龄两项。
可编写一个建立链表的函数creat。程序如下:
#define NULL 0
#define TYPE struct stu
#define LEN sizeof (struct stu)
struct stu
{
int num;
int age;
struct stu *next;
};
TYPE *creat(int n)
{
struct stu *head,*pf,*pb;
int i;
for(i=0;i { pb=(TYPE*) malloc(LEN); printf("input Number and Age\n"); scanf("%d%d",&pb->num,&pb->age); if(i==0) pf=head=pb; else pf->next=pb; pb->next=NULL; pf=pb; } return(head); } 在函数外首先用宏定义对三个符号常量作了定义。这里用TYPE表示struct stu,用LEN表示sizeof(struct stu)主要的目的是为了在以下程序内减少书写并使阅读更加方便。结构stu定义为外部类型,程序中的各个函数均可使用该定义。 creat函数用于建立一个有n个结点的链表,它是一个指针函数,它返回的指针指向stu结构。在creat函数内定义了三个stu结构的指针变量。head为头指针,pf 为指向两相邻结点的前一结点的指针变量。pb为后一结点的指针变量。在for语句内,用malloc函数建立长度与stu长度相等的空间作为一结点,首地址赋予pb。然后输入结点数据。如果当前结点为第一结点(i==0),则把pb值 (该结点指针)赋予head和pf。如非第一结点,则把pb值赋予pf 所指结点的指针域成员next。而pb所指结点为当前的最后结点,其指针域赋NULL。 再把pb值赋予pf以作下一次循环准备。 creat函数的形参n,表示所建链表的结点数,作为for语句的循环次数。图7.4表示了creat函数的执行过程。 [例7.11]写一个函数,在链表中按学号查找该结点。 TYPE * search (TYPE *head,int n) { TYPE *p; int i; p=head; while (p->num!=n && p->next!=NULL) p=p->next; /* 不是要找的结点后移一步*/ if (p->num==n) return (p); if (p->num!=n&& p->next==NULL) printf ("Node %d has not been found!\n",n } 本函数中使用的符号常量TYPE与例7.10的宏定义相同,等于struct stu。函数有两个形参,head是指向链表的指针变量,n为要查找的学号。进入while语句,逐个检查结点的num成员是否等于n,如果不等于n且指针域不等于NULL(不是最后结点)则后移一个结点,继续循环。如找到该结点则返回结点指针。 如循环结束仍未找到该结点则输出“未找到”的提示信息。 [例7.12]写一个函数,删除链表中的指定结点。删除一个结点有两种情况: 1. 被删除结点是第一个结点。这种情况只需使head指向第二个结点即可。即head=pb->next。其过程如图7.5所示。 2. 被删结点不是第一个结点,这种情况使被删结点的前一结点指向被删结点的后一结点即可。即pf->next=pb->next。其过程如图7.6所示。 函数编程如下: TYPE * delete(TYPE * head,int num) { TYPE *pf,*pb; if(head==NULL) /*如为空表, 输出提示信息*/ { printf("\nempty list!\n"); goto end;} pb=head; while (pb->num!=num && pb->next!=NULL) /*当不是要删除的结点,而且也不是最后一个结点时,继续循环*/ {pf=pb;pb=pb->next;}/*pf指向当前结点,pb指向下一结点*/ if(pb->num==num) {if(pb==head) head=pb->next; /*如找到被删结点,且为第一结点,则使head指向第二个结点, 否则使pf所指结点的指针指向下一结点*/ else pf->next=pb->next; free(pb); printf("The node is deleted\n");} else printf("The node not been foud!\n"); end: return head; } 函数有两个形参,head为指向链表第一结点的指针变量,num删结点的学号。 首先判断链表是否为空,为空则不可能有被删结点。若不为空,则使pb指针指向链表的第一个结点。进入while语句后逐个查找被删结点。找到被删结点之后再看是否为第一结点,若是则使head指向第二结点(即把第一结点从链中删去),否则使被删结点的前一结点(pf所指)指向被删结点的后一结点(被删结点的指针域所指)。如若循环结束未找到要删的结点, 则输出“末找到”的提示信息。最后返回head值。 [例7.13]写一个函数,在链表中指定位置插入一个结点。在一个链表的指定位置插入结点, 要求链表本身必须是已按某种规律排好序的。例如,在学生数据链表中, 要求学号顺序插入一个结点。设【创建和谐家园】结点的指针为pi。 可在三种不同情况下插入。 1. 原表是空表,只需使head指向【创建和谐家园】结点即可。见图7.7(a) 2. 【创建和谐家园】结点值最小,应插入第一结点之前。这种情况下使head指向【创建和谐家园】结点,【创建和谐家园】结点的指针域指向原来的第一结点则可。即:pi->next=pb; head=pi; 见图7.7(b) 3. 在其它位置插入,见图7.7(c)。这种情况下,使插入位置的前一结点的指针域指向【创建和谐家园】结点,使【创建和谐家园】结点的指针域指向插入位置的后一结点。即为:pi->next=pb;pf->next=pi; 4. 在表末插入,见图7.7(d)。这种情况下使原表末结点指针域指向【创建和谐家园】结点,【创建和谐家园】结点指针域置为NULL。即: pb->next=pi; pi->next=NULL; TYPE * insert(TYPE * head,TYPE *pi) { TYPE *pf,*pb; pb=head; if(head==NULL) /*空表插入*/ (head=pi; pi->next=NULL;}