链式存储结构

1、试比较顺序存储结构和链式存储结构的优缺点;在什么情况下用顺序表比链表好答：① 顺序存储时,相邻数据元素的存放地址也相邻逻辑与物理统一；要求内存中可用存储单元的地址必须是连续的;优点：存储密度大＝1,存储空间利用率高;缺点：插入或删除元素时不方便;②链式存储时,相邻数据元素可随意存放,但所占存储空间分两部分,一部分存放结点值,另一部分存放表示结点间关系的指针优点：插入或删除元素时很方便,使用灵活;缺点：存储密度小<1,存储空间利用率低;顺序表适宜于做查找这样的静态操作；链表宜于做插入、删除这样的动态操作;若线性表的长度变化不大,且其主要操作是查找,则采用顺序表；若线性表的长度变化较大,且其主要操作是插入、删除操作,则采用链表;顺序表与链表的比较基于空间的比较存储分配的方式顺序表的存储空间是静态分配的链表的存储空间是动态分配的存储密度 = 结点数据本身所占的存储量/结点结构所占的存储总量顺序表的存储密度 = 1链表的存储密度 < 1基于时间的比较存取方式顺序表可以随机存取,也可以顺序存取链表是顺序存取的插入/删除时移动元素个数顺序表平均需要移动近一半元素链表不需要移动元素,只需要修改指针顺序表和链表的比较顺序表和链表各有短长;在实际应用中究竟选用哪一种存储结构呢这要根据具体问题的要求和性质来决定;通常有以下几方面的考虑：┌───┬───────────────┬───────────────┐│ │ 顺序表│链表│├─┬─┼───────────────┼───────────────┤│基│分│静态分配;程序执行之前必须明确│动态分配只要内存空间尚有空闲,││于│配│规定存储规模;若线性表长度n变│就不会产生溢出;因此,当线性表││空│方│化较大,则存储规模难于预先确定│的长度变化较大,难以估计其存储││间│式│估计过大将造成空间浪费,估计太│规模时,以采用动态链表作为存储││考│ │小又将使空间溢出机会增多; │结构为好; ││虑├─┼───────────────┼───────────────┤││存│为1;当线性表的长度变化不大, │<1 │││储│易于事先确定其大小时,为了节约││││密│存储空间,宜采用顺序表作为存储││││度│结构; ││├─┼─┼───────────────┼───────────────┤│基│存│随机存取结构,对表中任一结点都│顺序存取结构,链表中的结点,需││于│取│可在O1时间内直接取得│从头指针起顺着链扫描才能取得;││时│方│线性表的操作主要是进行查找,很│││间│法│少做插入和删除操作时,采用顺序│││考││表做存储结构为宜; │││虑├─┼───────────────┼───────────────┤││插│在顺序表中进行插入和删除,平均│在链表中的任何位置上进行插入和│││入│要移动表中近一半的结点,尤其是│删除,都只需要修改指针;对于频│││删│当每个结点的信息量较大时,移动│繁进行插入和删除的线性表,宜采│││除│结点的时间开销就相当可观; │用链表做存储结构;若表的插入和││ │操│ │删除主要发生在表的首尾两端,则││ │作│ │采用尾指针表示的单循环链表为宜│为什么在单循环链表中设置尾指针比设置头指针更好答：尾指针是指向终端结点的指针,用它来表示单循环链表可以使得查找链表的开始结点和终端结点都很方便,设一带头结点的单循环链表,其尾指针为rear,则开始结点和终端结点的位置分别是rear->next->next 和 rear, 查找时间都是O1; 若用头指针来表示该链表,则查找终端结点的时间为On;在链表中设置头结点有什么好处头结点即在链表的首元结点之前附设的一个结点,该结点的数据域可以为空,也可存放表长度等附加信息,其作用是为了对链表进行操作时,可以对空表、非空表的情况以及对首元结点进行统一处理,编程更方便;。

广州大学学生实验报告开课学院及实验室：计算机科学与工程实验室2011年月日学院计算机科学与教育软件学院年级、专业、班计机094 姓名潘永航学号0923010089实验课程名称数据结构成绩实验项目名称实验一链式存储结构的基本操作指导老师一、实验目的掌握单链表，链式堆栈，链式队列的定义及基本操作二、使用仪器、器材微机一台操作系统：WinXP编程软件：C++三、实验内容及原理（一）单链表的定义及基本操作（1）用带表头的链表存放输入的数据，每读入一个数，按升序顺序插入到链表中，链表中允许两个结点有相同值。

链表的头结点存放链表后面的结点个数，初始化时就生成头结点（初值为0）。

（2）在上述带表头的链表中删除第i个结点或删除数值为item的结点。

（3）链表翻转是把数据逆序（变成降序），注意，头结点不动。

翻转后要再翻转一次，恢复升序后才能插入新元素，否则会出错。

（4）设A与B分别为两个带有头结点的有序循环链表（所谓有序是指链接点按数据域值大小链接，本题不妨设按数据域值从小到大排列），list1和list2分别为指向两个链表的指针。

请写出并在计算机上实现将这两个链表合并为一个带头结点的有序循环链表的算法。

（二）链式堆栈的定义及基本操作（5）先定义堆栈的几个基本操作，再设计一主函数利用堆栈的操作完成以下功能：假设一个算术表达式中可以包含三种括号：()[]{}，且这三种括号可以按任意次序嵌套使用（如：...[...{...}...[...]...]...(...)）。

编写判别给定表达式中所含括号是否正确配对出现的算法，已知表达式已存入数据元素为字符的单链表中。

（三）链式队列的定义及基本操作（6）先定义队列的几个基本操作，再设计一主函数利用队列的操作完成以下功能：键盘输入的字符可以临时存入键盘的缓冲区中。

为了充分利用缓冲区的空间，往往将缓冲区设计成链式循环队列的结构，并为循环队列结构的缓冲区设置一个队首指针和一个队尾指针。

谈顺序存储与链式存储的异同摘要：顺序存储与链式存储的应用范围较为广泛。

顺序存储就是用一组地址连续的存储单元依次存储该线性表中的各个元素，由于表中各个元素具有相同的属性，所以占用的存储空间相同，而链式存储无需担心容量问题，读写速度相对慢些，由于要存储下一个数据的地址所以需要的存储空间比顺序存储大。

关键词：顺序存储链式存储顺序存储与链式存储异同一、什么是顺序存储在计算机中用一组地址连续的存储单元依次存储线性表的各个数据元素,称作线性表的顺序存储结构.顺序存储结构是存储结构类型中的一种，该结构是把逻辑上相邻的节点存储在物理位置上相邻的存储单元中，结点之间的逻辑关系由存储单元的邻接关系来体现。

由此得到的存储结构为顺序存储结构，通常顺序存储结构是借助于计算机程序设计语言（例如c/c++）的数组来描述的。

顺序存储结构的主要优点是节省存储空间，因为分配给数据的存储单元全用存放结点的数据（不考虑c/c++语言中数组需指定大小的情况），结点之间的逻辑关系没有占用额外的存储空间。

采用这种方法时，可实现对结点的随机存取，即每一个结点对应一个序号，由该序号可以直接计算出来结点的存储地址。

但顺序存储方法的主要缺点是不便于修改，对结点的插入、删除运算时，可能要移动一系列的结点。

二、简述链式存储在计算机中用一组任意的存储单元存储线性表的数据元素(这组存储单元可以是连续的,也可以是不连续的).它不要求逻辑上相邻的元素在物理位置上也相邻.因此它没有顺序存储结构所具有的弱点,但也同时失去了顺序表可随机存取的优点.链式存储结构不要求逻辑上相邻的两个数据元素物理上也相邻，也不需要用地址连续的存储单元来实现。

因此在操作上，它也使得插入和删除操作不需要移动大量的结点。

线性表的链式存储结构主要介绍了单链表、循环链表、双向链表和静态链表四种类型，讨论了各种链表的基本运算和实现算法。

三、栈的存储结构：顺序存储和链式存储利用顺序存储方式实现的栈称为顺序栈。

顺序结构和链式结构
介绍
在计算机的物理存储结构上，分为顺序存储结构和链式存储结构，表⽰的是数据在内存中的分布位置
顺序存储结构
顺序存储结构是把数据元素存放在地址连续的存储空间⾥⾯。

当程序在内存中开辟⼀定数量的存储空间，这些空间的地址是紧挨着⼀起的。

在内存中是这样的
就像门牌号⼀样，建造房⼦也同时要编制好房号，通过指定的房号⼊住数据或者访问数据，数组是典型的顺序存储结构
链式存储结构
链式存储结构和顺序结构不同，它的存储空间地址是不连续的，东⼀个西⼀个的存储，在内存中见缝插针，相⽐顺序存储结构，它的空间利⽤率要⾼。

具体的在内存存储⽅式：
链式结构的重点是两两端点之间的关系
⼀个端点有下⼀个端点的访问地址，就是说你想要访问某个端点，就要先找到它的上⼀个端点。

直到你所能直接访问到的祖先端点
<<⽆间道>>的卧底就是这样⼦的
陈永仁是卧底，所以警局的⼈是不知道他的存在的，只有直属上司黄志诚知道。

想要拿到⿊帮情报，就要先叫黄志诚去找陈永仁，黄志诚找到陈永仁之后才能获得情报反馈给警局
如果⼀旦黄志诚被⿊帮解决掉，警局再也⽆法获得陈永仁提供的情报。

同理，链式存储结构⼀旦中间某个端点中断了，后⾯的端点就消失在内存中，数据还在，但没有办法找到它了。

顺序存储结构、链式存储结构、索引存储结构、散列存储结构介绍存储结构是指数据在计算机内存或磁盘等存储介质中的组织方式。

在数据结构中，常见的存储结构有顺序存储结构、链式存储结构、索引存储结构和散列存储结构。

下面将分别对这四种存储结构进行详细介绍。

一、顺序存储结构（Sequential Storage Structure）：顺序存储结构是将数据元素按照其逻辑次序依次存储在一片连续的存储空间中，即在内存或磁盘上连续存放数据元素。

数据元素之间的逻辑关系通过其在存储空间中的物理位置来表示。

特点：顺序存储结构的存取速度较快，可以通过下标直接访问元素。

插入和删除操作需要移动大量元素，效率较低。

适用于元素数量固定、随机访问频繁的场景，如数组。

二、链式存储结构（Linked Storage Structure）：链式存储结构通过使用指针将数据元素存储在不连续的存储空间中，并通过指针将它们连接起来。

每个数据元素中都包含一个指向下一个元素的指针，从而构成了一个链表结构。

特点：链式存储结构的插入和删除操作效率较高，只需要修改指针的指向。

访问某个元素需要从头节点开始遍历，效率较低。

适用于元素数量不固定、插入和删除频繁的场景，如链表。

三、索引存储结构（Indexed Storage Structure）：索引存储结构是在顺序存储结构的基础上，为数据元素建立一个索引表，该索引表中的每个索引项包含了一个关键字和对应数据元素在存储空间中的地址。

特点：索引存储结构可以通过索引表快速定位数据元素，减少了遍历的时间。

插入和删除操作需要同时修改索引表和存储空间，效率相对较低。

适用于大型数据库等场景，可以提高查询效率。

四、散列存储结构（Hash Storage Structure）：散列存储结构是通过将数据元素的关键字映射到一个散列地址来进行存储和访问的。

具体的映射函数称为散列函数，它将关键字转换为一个固定长度的散列地址。

特点：散列存储结构可以快速定位数据元素，查找效率高。

顺序存储结构、链式存储结构、索引存储结构、散列存储结构顺序存储结构：顺序存储结构是一种将数据元素依次存放在一块连续的存储空间中的存储方式。

在顺序存储结构中，每个数据元素都占用一个连续的存储单元，而且数据元素之间的逻辑关系与物理位置相对应。

顺序存储结构适用于插入和删除操作较少、查找操作频繁的场景。

顺序存储结构的主要优点是存取元素的速度快、空间利用率高，但是它无法很好地应对元素的插入和删除操作。

当需要在顺序存储结构中插入和删除元素时，需要移动大量的数据元素，因此时间复杂度较高。

另外，顺序存储结构的存储空间需要在初始化时就确定，不能动态扩展，这对于元素数量不确定的情况下有一定的限制。

链式存储结构：链式存储结构是一种将数据元素存储在任意的存储单元中，并通过指针来表示它们之间关系的存储方式。

链式存储结构中的每个存储单元都包含两部分，一部分是实际的数据元素，另一部分是指向下一个存储单元的指针。

链式存储结构适用于插入和删除操作频繁、查找操作较少的场景。

链式存储结构的主要优点是插入和删除操作的时间复杂度为O(1)，只需要修改指针的指向就可以完成操作。

同时，链式存储结构的容量可以动态扩展，不受存储空间的限制。

然而，链式存储结构对于查找操作的时间复杂度为O(n)，需要遍历整个链表才能找到目标元素。

此外，链式存储结构需要额外的存储空间来存储指针，会占用较多的内存空间。

索引存储结构：索引存储结构是一种通过建立索引来提高查找效率的存储方式。

在索引存储结构中，除了存储数据元素外，还会建立一个索引表，索引表中包含了数据元素的关键字和相应的指针。

通过查找索引表，可以快速定位到目标数据元素的存储位置，从而提高查找效率。

索引存储结构适用于查找操作频繁、插入和删除操作较少的场景。

索引存储结构的主要优点是在查找操作时的时间复杂度为O(logn)，比顺序存储结构和链式存储结构的O(n)要小。

同时，在插入和删除操作时，索引存储结构只需调整索引表和指针的指向，操作效率较高。

列举常见的数据存储结构
常见的数据存储结构有：
1．顺序存储结构：数据元素在存储器中按顺序依次存放，每个数据元素占用一段连续的存储单元。

顺序存储结构的特点是逻辑上相邻的数据元素在物理位置上也相邻。

2．链式存储结构：数据元素在存储器中不是依次存放，而是由每个结点中的指针来相互连接。

链式存储结构的特点是逻辑上相邻的数据元素在物理位置上不一定相邻。

3．索引存储结构：除建立存储结点信息外，还建立附加的索引表来标识结点的地址。

索引存储结构的特点是数据元素的存储位置与关键码之间建立确定对应关系。

4．散列存储结构：根据数据元素的键值直接计算出该数据元素的存储地址。

散列存储结构的特点是数据的查找速度快，但可能会存在冲突，即不同的键值可能映射到同一地址。

以上是常见的数据存储结构，每种存储结构有各自的特点和适用场景，可以根据实际需求选择合适的存储结构。

链式存储结构中数据元素之间的逻辑关系链式存储结构是一种常用的数据存储方式，它通过指针将数据元素连接起来，形成一个链表。

在链表中，数据元素之间存在着不同的逻辑关系，本文将从不同的角度探讨这些关系。

一、数据元素之间的顺序关系链式存储结构中，数据元素之间的顺序关系是最基本的逻辑关系。

在单向链表中，数据元素按照插入的顺序依次连接在一起，形成了一个单向的链表。

在双向链表中，每个数据元素都有两个指针，一个指向前驱元素，一个指向后继元素，数据元素之间形成了一个双向链表。

在循环链表中，最后一个元素的指针指向第一个元素，形成了一个环形链表。

这些不同类型的链表都有着不同的数据元素顺序关系。

二、数据元素之间的逻辑关联关系除了顺序关系，链式存储结构中的数据元素还可以通过不同的逻辑关联关系连接在一起。

例如，在树形结构中，每个节点都有着子节点和父节点的关系，通过指针将这些节点连接在一起，形成了一个树形结构。

在图形结构中，每个节点都有着与其他节点相连的边，通过指针将这些节点和边连接在一起，形成了一个图形结构。

这些逻辑关联关系使得链式存储结构可以表示更加复杂的数据结构。

三、数据元素之间的数据关系在链式存储结构中，不仅仅是数据元素之间存在着逻辑关系，它们之间还可以存在着数据关系。

例如，在链表中，每个节点存储着一个数据元素，这些数据元素之间可以存在着不同的数据关系。

例如，在学生信息管理系统中，每个节点可以存储着一个学生的信息，这些学生之间可以存在着同班、同学院等数据关系。

通过这些数据关系，我们可以更加方便地进行数据的管理和查询。

四、数据元素之间的操作关系链式存储结构中的数据元素不仅仅是被连接在一起的，它们之间还可以存在着不同的操作关系。

例如，在链表中，我们可以通过指针操作来实现不同的功能，例如插入、删除、查找等操作。

在树形结构中，我们可以通过遍历操作来实现不同的功能，例如前序遍历、中序遍历、后序遍历等操作。

这些操作关系使得链式存储结构可以更加灵活地应用于不同的场合。