C++如何实现广义表详解
在计算机科学中,广义表(Generalized List)是一种非线性的数据结构,它能够存储任意类型的数据,包括其他广义表。广义表的概念基于递归定义,即一个广义表可以是空表,也可以是由一个元素(可以是原子或另一个广义表)和一个广义表构成。在C++中实现广义表,我们需要创建相应的数据结构来表示节点类型,然后设计相应的操作以支持广义表的基本功能。 广义表的节点类型可以通过枚举(enum)来定义,如题目所示: ```cpp enum Type { HEAD, // 头节点 VALUE, // 值节点 SUB // 子表节点 }; ``` 每个节点包含类型、指向同层下一个节点的指针,以及一个联合体(union)来处理不同类型的节点。对于VALUE类型的节点,联合体存储有效值;而对于SUB类型的节点,联合体则指向子表的头: ```cpp struct GeneralizedNode { Type _type; GeneralizedNode* _next; union { char _value; GeneralizedNode* _subLink; }; GeneralizedNode(Type type = HEAD, char value = '0') : _value(value), _type(type), _next(NULL) { if (_type == SUB) { _subLink = NULL; } } }; ``` 接下来,我们可以定义广义表类(Generalized),它包括无参构造函数创建空表、有参构造函数根据字符串构建广义表、打印广义表、获取值节点数量、计算广义表深度、拷贝构造函数、赋值运算符重载以及析构函数等方法。其中,`_CreatList`方法用于解析字符串构建广义表,通过递归处理子表的嵌套,`_Print`方法用于打印广义表,`_Amount`计算节点数量,`_Copy`用于拷贝广义表,而`_Destory`则用于释放广义表内存。 例如,`_CreatList`方法的工作原理如下: ```cpp GeneralizedNode* _CreatList(const char*& str) { assert(*str == '('); GeneralizedNode* head = new GeneralizedNode(HEAD, '0'); GeneralizedNode* cur = head; str++; while (*str != '\0') { if ((*str >= '0' && *str <= '9') || (*str >= 'a' && *str <= 'z') || (*str >= 'A' && *str <= 'Z')) { cur->_next = new GeneralizedNode(VALUE, *str); cur = cur->_next; } else if (*str == '(') { cur->_next = new GeneralizedNode(SUB); cur = cur->_next; cur->_subLink = _CreatList(str); } else if (*str == ')') { return head; } str++; } } ``` 在实现这些方法时,需要注意内存管理,确保正确地分配和释放节点。广义表的深度计算需要递归地遍历所有子表,而值节点的数量则通过遍历整个广义表并统计VALUE类型节点的数量来获取。 C++实现广义表的关键在于理解其递归结构,并通过适当的数据结构(如节点结构体和广义表类)来表示这种结构。同时,实现广义表的各种操作,如创建、打印、查找、修改等,是理解和应用广义表的重要部分。在实际编程中,还需要考虑错误处理、内存管理以及效率优化等问题。