链表的数组模拟

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在平常写算法题时,常常考虑用到链表,但是像我们一般的molloc或者new出空间来花销太大了,往往时间不够用,这时候我们就需要用到数组来模拟链表了。

单链表

最简单的单链表

首先时初始化,将head置-1,idx置0即可

void init() {
    head = -1;   
    idx = 1;        // 第1个结点的下标从1开始
}

再就是头插法

/** 向链表头部插入一个数 */
void insert_head(int x) {
    e[idx] = x;//赋值
    ne[idx] = head;
    head = idx++;
}

插入到第K个数后

/** 在第个k数的位置后插入一个数 */
void insert(int k, int x) {
    int temp = k - 1;  //因为从0开始,实际上k - 1才是第k个结点
    e[idx] = x;
    ne[idx] = ne[temp];  //将新指针指向第k+1个结点
    ne[temp] = idx++;
}

删除第k个数

/** 删除链表中第k个数后面的数 */
void remove(int k) {
    if (!k)//删除头结点特判
        head = ne[head];  //檢查是不是刪除头结点,是的话头结点指向下一个点
    else {
        int temp = k - 1;  //同上
        ne[temp] = ne[ne[temp]];
    }
}
遍历
void print_one() {
    for (int i = head; i != -1; i = ne[i]) cout << e[i] << " ";
    cout << endl;
}

例题

实现一个单链表,链表初始为空,支持三种操作:

  1. 向链表头插入一个数;
  2. 删除第 k 个插入的数后面的数;
  3. 在第 k 个插入的数后插入一个数。

现在要对该链表进行 M 次操作,进行完所有操作后,从头到尾输出整个链表。

注意:题目中第 k 个插入的数并不是指当前链表的第 k 个数。例如操作过程中一共插入了 n 个数,则按照插入的时间顺序,这 n 个数依次为:第 1 个插入的数,第 2 个插入的数,…第 n 个插入的数。

输入格式

第一行包含整数 M,表示操作次数。

接下来 M 行,每行包含一个操作命令,操作命令可能为以下几种:

  1. H x,表示向链表头插入一个数 x。
  2. D k,表示删除第 k 个插入的数后面的数(当 k 为 0 时,表示删除头结点)。
  3. I k x,表示在第 k 个插入的数后面插入一个数 x(此操作中 k 均大于 0)。

输出格式

共一行,将整个链表从头到尾输出。

数据范围

1≤M≤100000
所有操作保证合法。

输入样例:

10
H 9
I 1 1
D 1
D 0
H 6
I 3 6
I 4 5
I 4 5
I 3 4
D 6

输出样例:

6 4 6 5

简单的模板那题,将上述模拟代码带入即可。

// foreverking
#include <algorithm>
#include <cmath>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <iostream>
#include <queue>
#include <vector>
using namespace std;

const int N = 100010;
int value[N],
    nex[N];  // value数组存放链表结点,next数组存放下一个结点的位置(下标)
int m, ide, head;  // ide是目前可用位置,head是头指针也就是头结点的下标

//初始化
void init() {
    head = -1;
    ide = 0;  //从0开始存放
}

//头插
void insert_head(int x) {
    value[ide] = x;   //新结点赋值
    nex[ide] = head;  //将新结点从头接入链表
    head = ide;       //重设头指针
    ide++;
}

//插入到第k数后
void insert_ca(int k, int x) {
    int temp = k - 1;  //因为从0开始,实际上k - 1才是第k个结点
    value[ide] = x;
    nex[ide] = nex[temp];  //将新指针指向第k+1个结点
    nex[temp] = ide;
    ide++;
}
//删除结点
void remove(int k) {
    int temp = k - 1;  //同上
    nex[temp] = nex[nex[temp]];
}

//数组模拟链表
int main() {
    init();  //初始化
    cin >> m;
    while (m--) {
        char ch;
        int k, x;
        cin >> ch;

        if (ch == 'H') {
            cin >> x;
            insert_head(x);
        } else if (ch == 'D') {
            cin >> k;
            if (!k) head = nex[head];//檢查是不是刪除头结点,是的话头结点指向下一个点
            remove(k);
        } else if (ch == 'I') {
            cin >> k >> x;
            insert_ca(k, x);
        }
    }

    for (int i = head; i != -1; i = nex[i]) cout << value[i] << " ";

    cout << endl;
    return 0;
}

双链表

与单链表相比,多了一个l[]数组,他储存当前结点前一个结点的下标位置。

// e[]表示节点的值,l[]表示节点的左指针,r[]表示节点的右指针,idx表示当前用到了哪个节点
int e[N], l[N], r[N], idx;

// 初始化
void init(){
    //0是首端点,1是尾端点
    r[0] = 1;
    l[1] = 0;
    idx = 2;
}

// 在节点k的右边插入一个数x
void insert(int k, int x){
    e[idx] = k;
    l[idx] = k;
    r[idx] = r[k];
    l[r[k]] = idx;
    r[k] = idx ++ ;
}

// 删除节点k
void remove(int k)
{
    l[r[k]] = l[k];
    r[l[k]] = r[k];
}

void traval() {
    for (int i = r[0]; i != 1; i = r[i]) printf("%d ", e[i]);
}