基于C语言的数据结构的增强实现

作者: 航航大魔王 | 来源:发表于2016-12-23 12:09 被阅读173次

    使用纯C语言实现数据结构的算法还是有缺陷的,至少对于初学者来说比较困难。因此,我们可以采用C/C++混合编译(类 C语言)的手段来增强对基于C语言实现的数据结构的语言描述。内容部分涉及面向对象语言,上手简单,功能强大,不要求有面向对象的基础。

    1. 使用C++的头函数与命名空间
    include <iostream>
    using namespace std;
    好处是C++的iostream[1],[2]要比C语言的stdio.h猛得多,诸如stdlib.h、bool.h等在iostream中都有定义。

    2. 预定义常量及类型(用来返回函数的结果状态)
    #define OK 1 //返回TRUE
    #define ERR 0 //返回FALSE
    #define OFW -2 //返回EOFOverFlow,溢出
    typedef int status //status 是函数返回值类型,初学时一般使用的是int型,返回函数结果状态

    3. 数据的存储类型和元素类型定义
    typedef struct {}; //用来定义数据结构的存储类型
    typedef int ElemType //用来定义数据元素的类型(初学为int)

    4. &引用运算符
    &在C语言中只定义为“取址运算符[1],[2]”,用于取得变量的内存地址。而在C++中,还有另一个定义:引用运算符。一般用在函数的声明和定义的形参中。在形参表中,引用参数以“&”打头,除了可以传入参数外,还会在函数执行完毕后返回该参数的操作值。

    例[1]:求线性表中某个数据元素的值
    status getElem (SqList *L, int i, ElemType &e) { if (i < 1 || i > L->length) return ERR; else { e = L->data[i-1] return OK; } }

    本例中,getElem函数类型为status类型,用于返回函数执行结果的状态,而函数执行结果是找到了e的值,return函数被状态占用,所以就要采用&运算符返回。(即:&运算符的作用与return相似。)

    5. 内存的动态分配与释放
    这里采用一点面向对象的程序设计方法:使用C++的newdelete关键字来实现内存的动态分配与释放。
    分配内存空间:指针变量 = new 数据类型
    释放内存空间:delete 指针变量
    当然,也可以采用C原始的malloc()函数与free()函数来实现。

    例[2]:为单链表分配内存空间
    ``typedef struct SingleNode {

    ElemType data;
    struct SingleNode *next;
    

    }LList;
    status creatList1 (LList *L) { //1.用C的传统方法实现内存的动态分配与释放
    LList *p; //新建p节点
    p = (LList *)malloc(sizeof(LList)); //分配内存空间
    p->next = NULL;
    // free(p); //释放内存空间
    return OK;
    }
    status creatList2 (LList *L) { //2.用面向对象的方法实现内存的动态分配与释放
    q = new SingleNode; //注意不是LList而是SingleNode
    q->next = NULL;
    // delete q; //释放内存空间
    return OK;
    }``

    6. C++的输入输出(I/O)流
    输入:cin >> 变量1>>变量2>>……>>变量n;
    输出:cout << 表达式1<<表达式2<<……<<表达式n<<endl;//endl表示换行

    例[3]:I/O
    int x, y, z; cin >> x >> y >> z; cout << x << x+y <<y*z-x<<endl;//可以换行输入代码

    7. 基本函数
    求最大值 :Max (表达式1,……,表达式n); //冒泡排序
    求最小值: Min (表达式1,……,表达式n);
    交换值:Swap (*变量1,*变量2); //指针传址

    参考文献:

    1. 《数据结构(C语言版)》,第2版,严蔚敏,人民邮电出版社
    2. 《数据结构》,陈越、何钦铭等,高等教育出版社

    延伸阅读:

    1. 《C++程序设计》,第3版,谭浩强,清华大学出版社(本书只涉及到非常简单的C++面向对象程序设计,并不深入,但是对从C语言到C++的过渡来说是一本极好的参考书,同为大学CS本科教材)
    2. 《数据结构(C语言版)》,第2版,严蔚敏,人民邮电出版社(不推荐《数据结构与算法分析(C语言描述)》,(美)Mark Allen Weiss,机械工业出版社出版的这本书,不推荐,不推荐,不推荐,内容本身就专业且晦涩,再加上翻译本,不多评论。数据结构本就是个抽象概念,相比国外所谓的“优秀教科书”式的著作,国人编写的教材更接地气,想方设法地让你理解概念,看懂算法。)
    3. 《算法》,第4版,中文版/英文版(此书虽然是用Java语言描述的,但是内容简单易懂,而且涵盖了程序员所需要掌握的50个算法,推荐阅读)
    4. VisuAlgo:数据结构和算法动态可视化(非常好的数据结构与算法理解的网站,请自行探索。)
    5. Data Structure Visualizations(美国旧金山大学运维的网站,可以辅助理解数据结构)

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