用物件的多重陣列實現雙鏈表

在有些語言（例如fortran）中不提供指標與物件資料型別，那麼該如何實現雙鏈表呢？我們將介紹運用陣列和陣列下標在邏輯上來構造雙鏈表，讓它表現的就像用指標實現的一樣自然。

物件的多重陣列表示

如下圖是乙個用陣列實現的雙鏈表的邏輯圖：

對一組具有相同域的物件，每乙個域都可以用乙個陣列來表示。上圖說明了如何用三個陣列實現雙鏈表。動態幾何的關鍵字儲存在陣列key中，而指標域儲存在prev和next中。對於乙個給定的下標x，key[x],prev[x],next[x]久共同組成了鍊錶中的乙個物件，即節點，在這種解釋下，乙個指標x即為指向陣列key，prev和next的共同下標。

在上圖的鍊錶中，關鍵字4的物件在關鍵字為16的物件的後面。對應地，關鍵字出現在key[2]上，關鍵字16出現在key[5]桑，故有next[5] = 2;prev[2] = 5.雖然常熟nil(/)出現在表尾的next域和表頭的prev域中，但我們通常用乙個不指向陣列中任何乙個位置的整數（在我們的實現**中，取noexist為-1）來表示之。另外變數l儲存了表頭元素的下標。

分配和釋放物件

為向乙個用雙鏈表表示的動態集合中插入乙個物件，需要分配乙個當前指向鍊錶表示中未被使用的物件的指標，即下標。那麼，我們需要對鍊錶中未被使用的空間進行管理，從而方便分配。

在這裡，我們利用指標域把自由物件組織成乙個單鏈表，成為自由鍊錶。自由鍊錶僅用到next域，其中存放著下乙個自由物件的下標，此煉表頭儲存在free中。當鍊表l非空時，自由鍊錶和雙鏈表l將相互交錯到一起，如下圖所示。但是，乙個空間要麼存在於自由鍊錶中，要麼存在於雙鏈表中，不可能同時存在於兩者之中。

a)為鍊錶初始時；b)表示插入關鍵字25之後的結果；c)表示刪除關鍵字16的結果。

自由類似於乙個棧，每次分配時取用的空間都是從自由煉表頭摘取，即最近被釋放的那個，下面是分配和**自由物件的函式。

獲得乙個自由物件

template inline size_t list::getfree()
size_t index = free;
free = next[index];
return index;
}

釋放乙個節點

void addfree(size_t index)

在空間足夠時，上面兩個過程的時間代價均為o(1)，因而很實用。

多重陣列表示的雙鏈表的具體實現

我們

都知道，普通的陣列都有乙個缺陷，即不能夠動態的改變大小，每次都必須提前分配足夠的空間。對於用多重陣列來實現雙鏈表，並且要表現的像用指標實現的一樣自然，首要解決的就是動態分配以及**空間的問題。

在上面的分配過程getfree中我們已經看到採用的策略是一旦空間不夠，即馬上分配兩倍於原來的大小，並複製原先內容到新空間，然後釋放舊空間。

解決了這個問題，那麼接下來的實現就很簡單了，在邏輯上我們就可以將這兩個鍊錶free和l改變成我們熟悉的樣子來理解插入和刪除等過程。

實現源**：

#include#define noexist 0x7fffffff
using namespace std;
template class list;
template ostream& operator<
template class list
void newlist(size_t n)
void deletelist(size_t *p, t *k, size_t *n)
void copylist(size_t *p, t *k, size_t *n, size_t s)
void setfree(size_t start_index)
public:
list() :free(noexist), head(noexist), list_size(8)//-1表示空，最初鍊錶有8個空間
list(t *beg, t *end) :list() 
void setdata(size_t index, const t &t) 
t getdata(size_t index)const 
void insert(const t&);
void insert(t*, t*);
size_t locate(const t&);
void erase(const t&);
void erase(size_t);
void edit(const t&, const t&);
bool empty() //鍊錶是否為空
~list()
//bool full() 
};template inline size_t list::getfree()
size_t index = free;
free = next[index];
return index;
}template void list::insert(const t &t)
else	}
template void list::insert(t *beg, t *end)
template size_t list::locate(const t &t)
template void list::erase(size_t index)
addfree(index);
}template void list::erase(const t &t)
template void list::edit(const t &old_key, const t &new_key)
key[index] = new_key;
}template ostream& operator<
return out;
}int main()
;	listlst(a,a + 6);
cout << lst << endl << endl;
for (int i = 10; i != 20; ++i)
lst.insert(i);
cout << lst << endl << endl;
for (int i = 1; i != 1000; ++i)
cout << lst << endl;
getchar();
return 0;
}

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