C语言数据结构创建及遍历十字链表

时间：2022-08-27 11:12:30

本文需要读者有一定的代码基础，了解指针，链表，数组相关知识。

 

一、十字链表是什么？

十字链表常用于表示稀疏矩阵，可视作稀疏矩阵的一种链式表示，因此，这里以稀疏矩阵为背景介绍十字链表。不过，十字链表的应用远不止稀疏矩阵，一切具有正交关系的结构，都可用十字链表存储。

 

二、十字链表的存储结构

1.用于总结点的存储结构

C语言数据结构创建及遍历十字链表

m:总行数

n:总列数

len:总元素个数

row_head:行指针数组（通过行指针数组可以快速定位到某一行）

col_head:列指针数组

2.用于单个节点的存储结构

C语言数据结构创建及遍历十字链表

row :行数

col:列数

value:存储的元素值

right :右指针域

down:下指针域

3.对于每一行，通过指针数组记录下每一行的头节点位置，对于列来说相同

4.通过对某一行，某一列的元素可以快速访问

 

三、代码实现

1.引入头文件并定义结构体

#include <stdio.h> 
#include<stdlib.h>
/*十字链表的总结点结构类型定义如下：*/
typedef struct OLNode
{
	int row, col; /*非零元素的行和列下标*/
	int value;
	struct OLNode* right; /*非零元素所在行表、列表的后继链域*/
	struct OLNode* down;
}OLNode,  *OLink;

/*单个节点结构类型定义如下：*/
typedef struct
{
	OLink* row_head; /*行、列链表的头指针向量*/
	OLink* col_head;
	int m, n, len; /*稀疏矩阵的行数、列数、非零元素的个数*/
}CrossList;
void out_M(CrossList M);
void CreateCrossList(CrossList* M);

2.建立十字链表

void CreateCrossList(CrossList* M)
{
	int m, n, t, i, j, e;
	OLNode* p;//单元的结构体指针  
	OLNode* q;
/*采用十字链表存储结构，创建稀疏矩阵M*/
	printf("请输入行数,列数和非零元素的个数\n");
	scanf_s("%d%d%d", &m, &n, &t); /*输入M的行数,列数和非零元素的个数*/
	M->m = m;
	M->n = n;
	M->len = t;
	M->row_head = (OLink*)malloc((m + 1) * sizeof(OLink));
	M->col_head = (OLink*)malloc((n + 1) * sizeof(OLink));
/*初始化行、列头指针向量，各行、列链表为空的链表*/
	for (int h = 0; h < m + 1; h++)
	{
		M->row_head[h] = NULL;
	}
	for (int t = 0; t < n + 1; t++)
	{
		M->col_head[t] = NULL;
	}
	printf("请输入第i行，第j列中存储的元素，以0结束\n");
	for (scanf_s("%d%d%d", &i, &j, &e); i != 0; scanf_s("%d%d%d", &i, &j, &e))
	{
		p = (OLNode*)malloc(sizeof(OLNode));
		p->row = i;
		p->col = j;
		p->value = e; /*生成结点*/
		/*在十字链表中插入节点，对于行指针数组和列指针数组分开看，类似于单链表中的插入操作*/
		if (M->row_head[i] == NULL)
		{
			M->row_head[i] = p;
			p->right = NULL;
		}
		else
		{
/*寻找行表中的插入位置*/
			for (q = M->row_head[i]; q->right && q->right->col < j; q = q->right); /*空循环体*/
			p->right = q->right;
			q->right = p; /*完成插入*/
		}
		if (M->col_head[j] == NULL)
		{
			M->col_head[j] = p;
			p->down = NULL;
		}
		else
		{
/*寻找列表中的插入位置*/
			for (q = M->col_head[j]; q->down && q->down->row < i; q = q->down); /*空循环体*/
			p->down = q->down;
			q->down = p; /*完成插入*/
		}
	}
}

3.遍历十字链表

void out_M(CrossList M)
{
	/*遍历十字链表的思想：可采用双重for循环实现，对于每一行中的每一列进行遍历输出*/
	int i;
	OLNode* p;
	char ch;
	/*  输出矩阵的总行数、总列数、非零元素总个数 */
	printf("\n  总行数有%d    总列数有%d   非零元素有%d\n", M.m,M.n,M.len);
	for (i = 1; i <= M.m; i++) {
		p = M.row_head[i];         /*  指向第i行 */
		if (p) {
			printf("\n 第%d行的数据如下\n", i);
			while (p) {
				printf("  (%3d%3d%4d) ", p->row, p->col, p->value);
				p = p->right;
			}
		}
		printf("\n");
	}
}

4.调用函数

void out_M(CrossList M)
{
	/*遍历十字链表的思想：可采用双重for循环实现，对于每一行中的每一列进行遍历输出*/
	int i;
	OLNode* p;
	char ch;
	/*  输出矩阵的总行数、总列数、非零元素总个数 */
	printf("\n  总行数有%d    总列数有%d   非零元素有%d\n", M.m,M.n,M.len);
	for (i = 1; i <= M.m; i++) {
		p = M.row_head[i];         /*  指向第i行 */
		if (p) {
			printf("\n 第%d行的数据如下\n", i);
			while (p) {
				printf("  (%3d%3d%4d) ", p->row, p->col, p->value);
				p = p->right;
			}
		}
		printf("\n");
	}
}

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