线性表的链式存储结构解析

"链式存储-第2章 线性表" 线性表是一种基本的数据结构，由n(n≥0)个相同类型的数据元素组成的有限序列，例如L=(a1, a2, ..., ai-1, ai, ai+1, ..., an)。线性表中的元素具有顺序性，除了第一个元素a1没有前驱，最后一个元素an没有后继之外，其余每个元素都有且仅有一个直接前驱和一个直接后继。线性表可以为空，当n=0时，称为空线性表。 线性表的特点在于其元素间的线性关系，即每个非首尾元素都存在唯一的前驱和后继。例如，整型元素的线性表La=(34, 89, 765, 12, 90, -34, 22)，字符串类型的线性表Ls=("Hello", "World", "China", "Welcome")，以及包含图书信息的结构体类型线性表Lb=(book1, book2, ..., book100)，这些都是线性表的应用实例。 在实际应用中，线性表是许多数据管理系统的基础，如学生档案学籍系统、图书管理系统、仓库管理系统和设备管理系统等。 线性表支持一系列基本操作，包括： 1. 初始化线性表：创建一个新的空线性表LInitList(L)。 2. 销毁线性表：释放线性表占用的内存LDestoryList(L)。 3. 清空线性表：移除所有元素，但不释放内存LClearList(L)。 4. 求线性表长度：返回线性表中元素的数量ListLength(L)。 5. 判断线性表是否为空：如果线性表为空则返回真IsEmpty(L)。 6. 获取指定位置的数据元素：返回线性表中第i个元素的内容GetElem(L, i, e)。 7. 检索特定值的数据元素：查找值为e的数据元素的位置LocateELem(L, e)。 8. 获取元素的直接前驱：返回元素e的直接前驱元素PriorElem(L, e)。 9. 获取元素的直接后继：返回元素e的直接后继元素NextElem(L, e)。 10. 插入数据元素：在线性表的第i个位置插入元素eListInsert(L, i, e)。 11. 删除数据元素：删除线性表中第i个元素ListDelete(L, i, e)。 线性表的存储方式有两种主要形式：顺序存储和链式存储。顺序存储将所有元素存储在一块连续的内存区域，而链式存储则通过指针链接各个元素。在链式存储中，每个数据元素（节点）包含两部分信息，数据域data存储实际的数据，而指针域next指向下一个元素的地址。在单链表中，最后一个节点的指针域设置为NULL，表示没有直接后继。为了方便操作，常在链表的开始添加一个头结点，其数据域通常不存储有效数据，只用于存放首节点的地址。 在链式存储结构中，插入和删除操作通常比顺序存储更灵活，因为它们只需改变相邻节点的指针，而不需要移动大量数据。然而，链式存储需要额外的内存来存储指针，且访问元素的速度可能相对较慢，因为需要按照指针逐个查找。 本章还详细介绍了线性表的顺序存储结构，这涉及到数组的概念，适用于元素数量固定且易于预知的情况。在顺序存储中，所有操作的时间复杂度都与元素的位置有关，因此插入和删除操作在数组中间进行时可能需要大量的元素移动。线性表的这两种存储方式各有优劣，选择哪种取决于具体的应用场景和性能需求。