详解线性表操作：顺序与链式结构实例

线性表是计算机科学中一种基础的数据结构，它是一组按照特定顺序排列的数据元素的集合。本篇教程将深入讲解线性表的定义、存储结构以及主要操作算法。 首先，线性表的核心概念包括： 1. **定义**：线性表是一个有限序列，由 n 个数据元素构成，每个元素通过索引 i 表示，如学号、姓名和年龄等。例如，字母表 A 到 Z 可以视为一个线性表。 2. **特点**： - 线性表有明确的起始和结束，第一个元素被称为首元（First），最后一个元素被称为尾元（Last）。 - 每个元素都有一个直接前驱和直接后继，除了首元没有前驱，尾元没有后继。 - 数据元素之间是同构的，不允许有缺失项。 3. **线性表类型与操作**： - **线性表抽象数据类型 (ADT)**：包含数据对象 D，如数据元素 ai，以及数据关系 R1 描述相邻元素之间的关联。 - **基本操作**： - `InitList(&L)`：初始化一个空的线性表 L，创建一个新的表结构。 - `ListLength(L)`：计算线性表 L 的长度，即元素的数量。 - `GetElem(L,i,&e)`：根据索引 i 从线性表中获取元素并将其存储在指针 e 中。 - `PutElem(&L,i,e)`：将元素 e 放入线性表 L 的指定位置 i。 - `LocateElem(L,e)`：查找元素 e 在线性表中的位置。 - `PriorElem(L,cur_e,&pre_e)`：找到当前元素 cur_e 的直接前驱并将其存储在 pre_e 中。 - `NextElem(L,cur_e,&next_e)`：找到当前元素 cur_e 的直接后继并将其存储在 next_e 中。 - `ListInsert(&L,i,e)`：在指定位置 i 插入元素 e。 - `ListDelete(&L,i,&e)`：删除线性表中位置为 i 的元素并将其存储在指针 e 中。 - `ListTraverse(L,visit())`：遍历线性表并执行自定义函数 visit() 对每个元素进行处理。 - **存储结构**： - **顺序存储**：数据元素连续存储，便于随机访问，但插入和删除效率较低。 - **链式存储**：通过链接节点实现，分为单链表（每个节点仅有一个指向下一个节点的指针）和双链表（每个节点有两个指针，分别指向前一个和后一个节点），插入和删除效率高但访问成本增加。 在教学过程中，会通过实例演示如何使用这些操作，比如创建一个学生信息列表，对学号、姓名和年龄进行操作，以及处理空表、查找特定学号等场景。通过实际操作，学生可以更好地理解和掌握线性表的概念及其在编程中的应用。