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List | 静态链表 —— 游标实现

作者:互联网

目录

一、概述

1、动态链表

2、静态链表

二、具体实现 

1、要有一个全局的结构体数组

2、让CursorSpace数组中的单元代替malloc和free的职能

 

Ⅰ.malloc的模拟实现

Ⅱ.free的模拟实现

三、其他操作

 


一、概述

1、动态链表

以前学习的各种链表都是由指针实现的,链表中结点的分配和回收(即释放)都是由系统提供的标准函数mallocfree动态实现的,故称之为动态链表

2、静态链表

但是有的高级语言,如BASIC、FORTRAN等,没有提供“指针”这种数据类型,此时若想采用链表做存储结构,只能通过数组实现,并必须使用"游标"来模拟指针,由程序员自己编写“分配结点”和“回收结点”的过程。

这种用数组描述的链表叫做静态链表,这种描述方法叫做游标实现法。


注意

在链表的指针实现中有两个重要的特点:

1、数据存储在一组结构体中。每一个结构体包含有数据以及指向下一个结构体的指针。
2、一个新的结构体可以通过调用malloc而从系统全局内存得到,并可通过调用free而被释放。

二、具体实现 

游标法必须能够模仿实现以上两条特性

1、要有一个全局的结构体数组

暂且命名为CursorSpace数组:

数组作为顺序存储元素,每个元素为一个结构体,有两个变量:data实现数据存储,next实现指向下一个结点的在数组中位置,进而实现类似链表的功能。

struct Node {
    int data;  //数据域
    int next; //模拟指针,即下一个位置的数组下标
} CursorSpace[SpaceSize];

 

2、让CursorSpace数组中的单元代替malloc和free的职能

我们通过一个freelist表来模拟内存,我们通常也称之为备用链表。freelist表的表头设定为CursorSpace[0],表头之后连着的节点均在freelist表内,即仍在内存中待申请使用的节点。一旦从“内存”中malloc了这一个节点,那么此节点就不在freelist中了。

以下为初始化freelist(备用链表)的函数。

void initialize(int SpaceSize) {
    for(int i = 0;; i++) {
        CursorSpace[i]->data = 0;  //数据域置零
        //到了最后一个空间
        if(i + 1 == SpaceSize)  {
            CursorSpace[i].next = 0;  //相当于指向NULL
            break;
        }
        CursorSpace[i].next = i + 1;
    }
}

备用链表freelist的初始情况如下图所示,slot为其下标,element为数据域(全初始化为零),next为下一个节点的下标:

熟悉了freelist的基本结构那么对于malloc和free的模拟实现就很容易理解了。

 

Ⅰ.malloc的模拟实现

注意我们模拟的环境:freelist(备用链表)为我们的模拟内存。

那么malloc操作就是从freelist中申请并移除一个节点,返回其下标,我们默认申请头节点之后第一个节点,代码实现如下:

int CursorAlloc() {
    int p;
    p = CursorSpace[0].next;  //获取头节点后第一个节点
    CursorSpace[0].next = CursorSpace[p].next;  //从freelist中删除标为p的节点
    return p;  //返回申请成功的节点下标
}

如果无法理解,可以手动实现几次CursorAlloc操作。 

Ⅱ.free的模拟实现

注意我们模拟的环境:freelist(备用链表)为我们的模拟内存。

那么malloc操作就是,传入待free节点下标,将待free节点回收到(重新插入)freelist中,我们默认插入到头节点之后,代码实现如下:

void CursorFree(int p) {
    CursorSpace[p].next = CursorSpace[0].next;
    CursorSpace[0].next = p;
}

如果无法理解,可以手动实现几次CursorFree操作。 

 

三、其他操作

关于游标链表的插入、删除、查找等操作

未完待续...

 



end

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标签:数组,List,游标,next,链表,freelist,节点,CursorSpace
来源: https://blog.csdn.net/weixin_43787043/article/details/103936825