Связаные списки
Рассотрим следующую задачу. Данные каждого сотрудника, работающего в некой организации записываются в структуру. Полями структуры могут являеться фамилия, имя, отчество, год рождения, и т.д. Количество сотрудников заранее неизвестно, поэтому в такой структуре есть ссылка на структуру где записаны данные следующего сотрудника. Вообще говоря, такую запись необязательно вести в структурах, для этого больше подходят классы, точнее объекты классов.
Связаным списком называется совокупность однородных объектов в каждом из которых есть поле с указателем на следующий объект. Такие объекты называются узлами (node) связанного списка. Связанный список напоминает разорванную по страницам книгу. Эти страницы могут быть перемешаны или даже разбросаны по комнате, но нумерация страниц связывает содержание книги, что позволяет прочитать книгу от начала до конца.
Над списками можно выполнять следующие операции:
• начальное формирование списка (создание первого элемента);
• добавление элемента в начало или конец списка;
• чтение элемента с заданным ключом;
• вставка элемента в заданное место списка (до или после элемента с заданным
ключом);
• удаление элемента с заданным ключом;
• упорядочивание списка по ключу.
Возникает вопрос: как создать связанный список. Вероятно сначала нужнос создать узел списка в виде структуры или класса, в котором есть необходимые поля. Например, так:
struct sotrudnik{
char name[20];
int year_b;
sotrudnik *link; //Указатель типа создаваемой структуры
};
Создадим новый тип – указатель на структуру sotrudnik.
typedef sotrudnik *PtrNode; /* создание новой переменной типа указатель на узел*/
Попробуем теперь создать первый (пока он будет головной) узел связанного списка.
PtrNode head; // присвоили имя head – т.е. головной узел
head=new sotrudnik; /* в памяти выделяется место под структуру сотрудник */
Теперь нужно присвоить значения переменным узла
(*head).name=”Иванов Иван Иванович”; /* содержимому находящемуся по адресу содержащемуся в указателе head, т.е. структуре, а точнее ее полю, присваивается значение*/
(*head).year_b=1991;
Здесь в левой части записаны сразу два оператора: разыменовывание *, и оператор точка для обращения к члену структуры или класса. Эти операторы можно объединить одним оператором стрелка -> и записать эти строчки так:
head->name=”Иванов Иван Иванович”;
head->year_b=1991;
В конечном итоге должна быть следующая программа
#include<iostream.h>
#include<string.h>
#include<windows.h>
//описание узла
struct sotrudnik{
char name[30];
int year_b;
sotrudnik *link;
};
//объявление указателя на узел
typedef sotrudnik *PtrNode;
main(){
SetConsoleOutputCP(1251);
PtrNode head;
head=new sotrudnik;
strcpy(head->name,"Иванов Иван Иванович");
head->year_b=1991;
head->link=NULL;
/*NULL-это нулевое значение указателя, это не адрес, а символ, говорящий о том, что этот указатель не содержит адреса*/
cout<< head->name;
cout<<endl<<head->year_b;
cout<<endl<<head->link;
char z;
cin>>z;
}
Программа создает список с одним узлом. Теперь, чтобы создать связанный список нужно добавить новый узел. Новый узел можно вставить как в начало, так и в конец связанного списка. Поместить новый узел в конец, значит в последнем узле старого списка изменить значение указателя с NULL на адрес нового узла. Поместить новый узел в начало значительно проще, т.к. ничего не нужно переделывать в старом списке. Именно так мы поступим. При этом тот узел, который ранее был головням станет в конец списка.
Поскольку новый узел придется добавлять не один раз, то соответствующий код целесообразно записать в виде функции. Функция должна иметь следующие формальные параметры:
указатель на заголовок связанного списка, т.е. на первый узел списка;
параметры соответствующие полям структуры.
Для рассматриваемого примера прототип такой функции будет выглядеть как:
void newHead(PtrNode& head, char name[], int year);
Это значит, что для создания узла во-первых необходим адрес следующего узла и данные, которые будут содержаться в создаваемом узле.
void newHead(PtrNode& head, char name[], int year){
PtrNode tempPtr=new sotrudnik; //выделяется место под узел
tempPtr->name=name; //записываются данные узла
tempPtr->year=year_b;
tempPtr->link=head; //указывается адрес головного узла
/*в указатель коловного узла записывается новый адрес*/
head=tempPtr;
}
Вот код программы
#include<windows.h>
#include<iostream.h>
struct sotrudnik{
char name[30];
int year_b;
sotrudnik *link;
};
typedef sotrudnik *PtrNode;