數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到內(nèi)存對(duì)于強(qiáng)類型的C++來說,有四個(gè)屬性: 地址、類型、尺寸、值; 普通變量名稱顯式表示的是其值,可通過取值運(yùn)算符“&”取得其地址; 如果一個(gè)變量的值保存的是某一塊內(nèi)存的首地址,這樣的變量稱為指針變量,其顯式表示的是地址,可通過解引用運(yùn)算符“*”來引用其值。 如果一個(gè)變量聲明時(shí)類似指針變量、使用時(shí)類似普通變量,這樣的變量在C++中稱為引用,是一個(gè)由編譯器實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)解引用的指針常量。
理解指針的關(guān)鍵在于各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中對(duì)于指針移動(dòng)的理解。指針的移動(dòng)的實(shí)質(zhì)就是通過一個(gè)合法的指針變量的算術(shù)運(yùn)算,來更新地址的值,這樣指針變量有了新的值,也就是相當(dāng)于指針發(fā)生了移動(dòng)。當(dāng)指針變量做左值時(shí),賦值符號(hào)可以理解為指針的指向或移動(dòng): p = head; // p指向(移動(dòng)到)head p = p->next; // p指向(移動(dòng)到)p指向的下一個(gè)元素
1 順序表 對(duì)于數(shù)組,數(shù)組名指向內(nèi)存塊的首地址,下標(biāo)相當(dāng)于是首地址的偏移量,所以下標(biāo)的++、--運(yùn)算其與整數(shù)的算術(shù)運(yùn)算可以理解為地址的移動(dòng): int arr[] = { 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21 }; int size = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]); for(int i=size-1; i>=0; i--) cout<<arr[i]<<" "; int* p = arr; for(int j=0; j<size; j++) cout<<*(p+j)<<" "; 2 鏈表 鏈表是通過節(jié)點(diǎn)的指針域來實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系: pRead=pRead->next;表示指針pRead指向其指向的下一個(gè)元素: void Showlist(node *head) { node *pRead=head; //訪問指針一開始指向表頭 cout<<"鏈表中的數(shù)據(jù)為:" <<endl; while (pRead!=NULL) //當(dāng)訪問指針存在時(shí)(即沒有達(dá)到表尾之后) { cout<<pRead->data; //輸出當(dāng)前訪問結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù) pRead=pRead->next; //訪問指針向后移動(dòng)(指針偏移) } cout<<endl; } 3 二叉樹(如果用數(shù)組模擬) 堆是一棵完全二叉樹,可以用數(shù)組模擬,樹的上、下兩層的下標(biāo)有*2或/2的關(guān)系 #include <iostream> using namespace std; const int MAX = 55; typedef struct Heap { int sizeHeap; int* heapData; }HEAP,*LPHEAP; LPHEAP createHeap() { LPHEAP heap=(LPHEAP)malloc(sizeof(HEAP)); heap->sizeHeap=0; heap->heapData=(int*)malloc(sizeof(int)*MAX); return heap; } int size(LPHEAP heap) { return heap->sizeHeap; } int empty(LPHEAP heap) { return heap->sizeHeap==0; } void moveToCorrectPos(LPHEAP heap, int curPos)//向上滲透,curPos一般取最后一個(gè)元素的下標(biāo) { while(curPos>1) { int Max=heap->heapData[curPos]; int parentIndex=curPos/2; if(Max>heap->heapData[parentIndex]) { heap->heapData[curPos]=heap->heapData[parentIndex]; heap->heapData[parentIndex]=Max; curPos=parentIndex;//向上移動(dòng) } else { //break; } } } void insertHeap(LPHEAP heap, int data) //放到當(dāng)前堆的最后面并按條件往上移 { ++heap->sizeHeap; heap->heapData[heap->sizeHeap]=data; moveToCorrectPos(heap,heap->sizeHeap); } int popHeap(LPHEAP heap) { int Max=heap->heapData[1]; int curPos=1; int childIndex=curPos*2; while(childIndex<=heap->sizeHeap) { int temp = heap->heapData[childIndex]; if(childIndex+1<=heap->sizeHeap && temp<heap->heapData[childIndex+1]) { temp=heap->heapData[++childIndex]; } heap->heapData[curPos]=temp; curPos=childIndex;//下移一層 childIndex*=2; } heap->heapData[curPos]=heap->heapData[heap->sizeHeap]; --heap->sizeHeap; return Max; } void main() { LPHEAP heap=createHeap(); for(int i=1;i<11;++i) { insertHeap(heap,i); } for(i=1;i<11;++i) { printf("%d\t",heap->heapData[i]); } printf("\n"); while(!empty(heap)) { printf("%d\t",popHeap(heap)); } system("pause"); } /* 10 9 6 7 8 2 5 1 4 3 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 */ 4 二叉樹(如果用鏈表實(shí)現(xiàn)) 用鏈表實(shí)現(xiàn)的二叉樹,其節(jié)點(diǎn)的下移可以用諸如p = p->left;的表達(dá)式實(shí)現(xiàn): #include "stdio.h" #include <iostream> #include <queue> using namespace std; typedef struct BiTNode{ char data; /*結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)域*/ struct BiTNode *lchild , *rchild; /*指向左孩子和右孩子*/ } BiTNode , *BiTree; void CreatBiTree(BiTree *T){ /*按先序遍歷的思想創(chuàng)建一棵二叉樹*/ char c; scanf("%c",&c); if(c == ' ') *T = NULL; else{ *T = (BiTNode * )malloc(sizeof(BiTNode)); /*創(chuàng)建根結(jié)點(diǎn)*/ (*T)->data = c; /*向根結(jié)點(diǎn)中輸入數(shù)據(jù)*/ CreatBiTree(&((*T)->lchild)); /*遞歸地創(chuàng)建左子樹*/ CreatBiTree(&((*T)->rchild)); /*遞歸地創(chuàng)建右子樹*/ } } void PreOrderTraverse(BiTree T ){ /*先序遍歷二叉樹*/ if(T){ /*遞歸結(jié)束條件,T為空*/ printf("%3c",T->data); /*訪問根結(jié)點(diǎn),將根結(jié)點(diǎn)內(nèi)容輸出*/ PreOrderTraverse(T->lchild); /*先序遍歷T的左子樹*/ PreOrderTraverse(T->rchild); /*先序遍歷T的右子數(shù)*/ } } void visit(BiTree p) { printf("%3c",p->data); } void layerOrderTraverse(BiTree T) //按層遍歷 { BiTree queue[20],p; int front,rear; if(T!=NULL) { queue[0] = T; /*將根結(jié)點(diǎn)的指針(地址)入隊(duì)列*/ front = -1; rear = 0; while(front<rear) /*當(dāng)隊(duì)列不為空時(shí)進(jìn)入循環(huán)*/ { p = queue[++front]; /*取出隊(duì)頭元素*/ visit(p); /*訪問p指向的結(jié)點(diǎn)元素*/ if(p->lchild!=NULL) /*將p結(jié)點(diǎn)的左孩子結(jié)點(diǎn)指針入隊(duì)列*/ queue[++rear] = p->lchild; if(p->rchild!=NULL) /*將p結(jié)點(diǎn)的右孩子結(jié)點(diǎn)指針入隊(duì)列*/ queue[++rear] = p->rchild; } } } void layerOrderTraverse2(BiTree T) //按層遍歷,使用queue { BiTree p; queue <BiTree> q; if(T!=NULL) { q.push(T); /*將根結(jié)點(diǎn)的指針(地址)入隊(duì)列*/ while(! q.empty()) /*當(dāng)隊(duì)列不為空時(shí)進(jìn)入循環(huán)*/ { p = q.front(); q.pop(); /*取出隊(duì)頭元素*/ visit(p); /*訪問p指向的結(jié)點(diǎn)元素*/ if(p->lchild!=NULL) /*將p結(jié)點(diǎn)的左孩子結(jié)點(diǎn)指針入隊(duì)列*/ q.push(p->lchild); if(p->rchild!=NULL) /*將p結(jié)點(diǎn)的右孩子結(jié)點(diǎn)指針入隊(duì)列*/ q.push(p->rchild); } } } main() { BiTree T = NULL; /*最開始T指向空*/ printf("需要?jiǎng)?chuàng)建和遍歷的二叉樹:\n"); printf(" A\n"); printf(" / \\\n"); printf(" B E\n"); printf(" / \\ \\\n"); printf(" C D F\n"); printf("Input some characters to create a binary tree\n"); printf("(按先序序列建立)\n"); printf("例如,ABC##D##E#F##↙,#表示空格,↙表示回車\n"); printf("Input some characters to create a binary tree:\n"); CreatBiTree(&T); /*創(chuàng)建二叉樹*/ printf("\nThe squence of layerorder traversaling binary tree:\n"); layerOrderTraverse(T); printf("\nThe squence of PreOrder traversaling binary tree:\n"); PreOrderTraverse(T);
layerOrderTraverse2(T); getchar(); getchar(); }
5 棧(如果用數(shù)組模擬) 如果用一個(gè)整數(shù)來模擬棧頂指針:int top=0;則其++、--的操作便相當(dāng)于是指針的移動(dòng)。 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define MAX 20 typedef struct BiTNode{ char data;/*結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)域*/ struct BiTNode *lchild , *rchild;/*指向左孩子和右孩子*/ } BiTNode , *BiTree; void CreatBiTree(BiTree *T){/*按先序序列創(chuàng)建一棵二叉樹*/ char c; scanf("%c",&c); if(c == ' ') *T = NULL; else{ *T = (BiTNode * )malloc(sizeof(BiTNode));/*創(chuàng)建根結(jié)點(diǎn)*/ (*T)->data = c;/*向根結(jié)點(diǎn)中輸入數(shù)據(jù)*/ CreatBiTree(&((*T)->lchild));/*遞歸地創(chuàng)建左子樹*/ CreatBiTree(&((*T)->rchild));/*遞歸地創(chuàng)建右子樹*/ } } void PreOrderTraverse(BiTree T ){/*先序遍歷二叉樹*/ if(T){/*遞歸結(jié)束條件,T為空*/ printf("%3c",T->data);/*訪問根結(jié)點(diǎn),將根結(jié)點(diǎn)內(nèi)容輸出*/ PreOrderTraverse(T->lchild);/*先序遍歷T的左子樹*/ PreOrderTraverse(T->rchild);/*先序遍歷T的右子數(shù)*/ } } void InOrderTraverse(BiTree T){/*中序遍歷二叉樹*/ if(T){/*如果二叉樹為空,遞歸遍歷結(jié)束*/ InOrderTraverse(T->lchild);/*中序遍歷T的左子樹*/ printf("%3c",T->data);/*訪問根結(jié)點(diǎn)*/ InOrderTraverse(T->rchild);/*中序遍歷T的右子數(shù)*/ } } void PosOrderTraverse(BiTree T){/*后序遍歷二叉樹*/ if(T){/*如果二叉樹為空,遞歸遍歷結(jié)束*/ PosOrderTraverse(T->lchild);/*后序遍歷T的左子樹*/ PosOrderTraverse(T->rchild);/*后序遍歷T的右子數(shù)*/ printf("%3c",T->data);/*訪問根結(jié)點(diǎn)*/ } } void PreOrder_NR(BiTree T)//深度優(yōu)先非遞歸前序遍歷 { BiTree Ptr; BiTree Stack[MAX];//棧定義 int top=0;//棧頂指針 Ptr = T; do { while(Ptr!=NULL)//樹結(jié)點(diǎn)非空,遍歷其左子樹 { printf("%3c",Ptr->data);//操作結(jié)點(diǎn) Stack[top]=Ptr;//樹結(jié)點(diǎn)進(jìn)棧 top++; Ptr=Ptr->lchild;//查看左子樹 } if(top>0)//棧非空,出棧 { top--; Ptr=Stack[top]; Ptr=Ptr->rchild;//取棧頂點(diǎn)結(jié)點(diǎn)右子樹 } } while(top>0 || Ptr!=NULL); } main() { BiTree T = NULL;/*最開始T指向空*/ printf("需要?jiǎng)?chuàng)建和遍歷的二叉樹:\n"); printf(" A\n"); printf(" / \\\n"); printf(" B E\n"); printf(" / \\ \\\n"); printf(" C D F\n"); printf("Input some characters to create a binary tree\n"); printf("(按先序序列建立)\n"); printf("例如,ABC##D##E#F##↙,#表示空格,↙表示回車\n"); CreatBiTree(&T);/*創(chuàng)建二叉樹*/ printf("The squence of preorder traversaling(先序遍歷) binary tree\n"); PreOrderTraverse(T);/*先序遍歷二叉樹*/ printf("\nThe squence of inorder traversaling(中序遍歷) binary tree\n"); InOrderTraverse(T);/*中序遍歷二叉樹*/ printf("\nThe squence of posorder traversaling(后序遍歷) binary tree\n"); PosOrderTraverse(T);/*后序遍歷二叉樹*/ printf("\n深度優(yōu)先非遞歸前序遍歷二叉樹\n"); PreOrder_NR(T); getchar(); getchar(); } 6 隊(duì)列(如果用數(shù)組模擬) 對(duì)于隊(duì)列,如果用數(shù)組來模擬,用int front、rear來模擬隊(duì)列的頭部和尾部指針,則rear++;、front++可以理解為指針的移動(dòng),其代碼實(shí)例可見上述第4節(jié)的內(nèi)容。 -End-
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