C++实现线性表:顺序与链式数据结构

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在数据结构的学习中,"建立并链接两个结点-数据结构线性表"是一个基础且重要的概念。线性表是数据结构中的一种基本抽象数据类型,它由一系列元素按照一定的顺序排列组成。在C++中,通常有两种主要的线性表存储结构:顺序表和链表。 首先,我们来看顺序表的实现。顺序表采用连续的内存空间来存储元素,每个元素的位置可以通过索引直接访问。在C++中,可以定义一个顺序表类,包含诸如`isEmpty()`(检查表是否为空)、`length()`(获取表的长度)、`get()`(获取指定位置的元素)、`set()`(设置元素值)、`insert()`(插入元素)、`remove()`(删除元素)等方法。对于插入和删除操作,顺序表的特点是效率高,但插入和删除在表中间时需要移动大量元素,时间复杂度较高。 另一方面,链表是一种动态的数据结构,通过节点之间的链接来组织元素。这里提到的是单链表,每个节点包含一个数据域和一个指针域,指针指向下一个节点。创建节点的基本步骤包括`new Node<char>('A')`创建一个带有'A'元素的新节点,以及`p->next = q`将新节点连接到现有节点的链表中。另一种创建方式是通过指定后继节点,如`Node<char> *p = new Node<char>('A', q)`,这样可以在创建时就设置好链接关系。 单链表的主要优点是插入和删除操作的时间复杂度为O(1),因为只需更新少数几个指针即可,但缺点是无法随机访问元素,需要从头开始遍历查找。双链表是单链表的扩展,每个节点有两个指针,分别指向前一个节点和后一个节点,这提供了更好的灵活性,但增加了额外的存储开销。 在《数据结构(C++版)(第2版)》中,第二章详细介绍了线性表,重点介绍了顺序表类和单链表类的设计与实现。对于初学者来说,理解这两种存储结构是学习线性表的关键,特别是理解如何进行高效的插入、删除和访问操作,以及它们在实际编程中的应用场景。 通过实践操作,例如创建和链接节点、执行插入和删除操作,以及实现抽象数据类型的接口,学生能够深入理解线性表的内在机制,并为后续学习更复杂的树和图结构打下坚实的基础。掌握这些基础知识后,可以进一步探索其他数据结构,如堆、队列和哈希表等,以及它们在算法设计和解决实际问题中的作用。