《數據結構系列_線性表_鏈式存儲之靜態鏈表》

1.簡介

你們經過前幾章的學習，明白了什麼是單鏈表，相比於順序存儲，在插入和刪除方面，它的性能更加優越，可是小夥子們，有沒有想過在C語言和Java出現以前，只有Basic等早期語言，而這些語言沒有相似指針和地址的概念，那我們編程界的六道仙人是如何來描述鏈表的尼？

對於沒有指針的編程語言，能夠用數組替代指針，來描述鏈表。讓數組的每一個元素由data和cur兩部分組成，其中cur至關於鏈表的next指針，這種用數組描述的鏈表叫作靜態鏈表。這種描述方法叫作遊標實現法 ，存儲方式以下圖所示

固然，還有幾點規則

1. 咱們對數組的第一個和最後一個元素作特殊處理，從數據來講：這兩個位置不存放數據。

(注：如上圖下標0或者下標999，這兩個位置數據爲空）

2. 這兩個位置，從遊標來講，第一個（下標0）元素的遊標爲該數組第一個沒有存放數據元素的下標。並一般將未使用的數組元素稱爲備用鏈表。也就是說，存放的是備用鏈表中的第一個元素下標

(注：如該數組第一個沒有存放數據的元素的下標是5，因此第一個元素的遊標是第一個沒有存放數據元素的下標，也就是說，下標0元素的遊標也是5）

3. 最後一個元素的遊標爲該數組第一個有數值的元素的下標，至關於頭結點

(注：第一個存儲元素的下標爲1，那麼最後一個元素的遊標就是1）

4. 其他元素的遊標均爲他下一個元素的下標

也就是這樣

2.對應操做

2.1 初始化元素

/** * 靜態鏈表中的對象 * */

public class Node<T> {

    // 數據

    T data;

    // 遊標

    int cur;

}

/** * 靜態鏈表 * */

public class StaticLinkedList<T> {

    // 封裝的數組

    private Node<T>[] arr;

    /** * 初始化 * */

    public StaticLinkedList(int length){

        arr = new Node[length];

        for(int i = 0; i < arr.length ;i++){

            arr[i] = new Node<>();

            // 非特殊點的元素遊標爲下一個元素的下標,

            // 第一個元素遊標爲除特殊點外，第一個沒有數據的元素下標，如今鏈表爲空，因此第一個元素的遊標爲1

            arr[i].cur = i + 1;

        }

        // 最後一個元素的遊標爲第一個存儲數據元素的下標，可是如今鏈表爲空，因此它的遊標爲0

        arr[arr.length - 1].cur = 0;

    }

}

複製代碼

完事以後就是這個熊樣

2.1 插入元素

插入以前，先獲取空位下標，也就是說，要將數據插到哪

/** * 獲取空閒結點的下標 * */

    public int getEmptyNodeIndex(){

        // 獲取第一個元素的遊標，也就是一個數組中，第一個空閒元素的下標。默認爲0

        int i = arr[0].cur;

        if(i != 0){

            // 第一個元素的遊標指向的是數組中第一個數據無值的元素下標，由於要將空閒位置插入元素，

            // 因此將第一個元素（下標爲0）的遊標指向要插入值的元素以後的空閒元素下標

            arr[0].cur = arr[i].cur;

        }

        return i;

    }

複製代碼

注：如上圖所示，0號位置指向的是第一個空值的下標，也就是1號元素，因此先把1號元素取出，看看是否是最後一個元素，最後一個元素的遊標爲0，不是最後一個元素，就將它取出返回，由於要將數據插到這，因此0號元素的遊標指向了2號元素，由於如今2號元素的是空值。

好，獲取完空位座標以後，就開始插入元素了

(代碼)

/** * 插入數據 * */

    public void addDataByIndex(int index, T value){

        // 判斷插入的位置是否有效

        if(index < 0 || index > arr.length){

            throw new IllegalArgumentException("位置無效");

        }

        // 第一步：獲取可插入的位置下標

        int emptyNodeIndex = getEmptyNodeIndex();

        // 將數據插入

        arr[emptyNodeIndex].data = value;

        // 更新最後一個元素的遊標，它指向的是第一個有數據元素的下標

        int k = arr.length - 1;

        // 第二步：根據要插入的是第幾個位置，安裝個數，從最後一個元素的遊標開始往前推導，找出該元素所在遊標

        for(int i = 1; i <= index - 1; i++){

            k = arr[k].cur;

        }

        // 更新剛插入數據的元素的遊標爲，他上一個元素的遊標，也就是0，由於是從最後一個元素開始推的

        arr[emptyNodeIndex].cur = arr[k].cur;

        // 更新它上一個元素的遊標爲當前元素下標

        arr[k].cur = emptyNodeIndex;

    }

複製代碼

也就是這樣

3.最後

同窗們，學會了嗎

代碼在這裏

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