以下给出几种简单的广义表模型:
由上图我们可以看到,广义表的节点类型无非head
、value
、sub
三种,这里设置枚举类型,利用枚举变量来记录每个节点的类型:
enum Type{ head,//头节点 VALUE,//值节点 SUB,//子表节点};
每个节点都有自己的类型以及next
指针,除此之外,如果该节点是VALUE
类型还要分配空间存储该节点的有效值;但是若该节点是SUB类型,就需定义一个指针指向子表的头。
这里我们可以用联合来解决这个问题。
(联合(或共同体)是一种不同数据类型成员之间共享存储空间的方法,并且联合体对象在同一时间只能存储一个成员值)
构造节点:
struct Generalizednode{ Type _type; // 1.类型 Generalizednode* _next; //2.指向同层的下一个节点 union { char _value; // 3.有效值 Generalizednode* _sublink; // 3.指向子表的指针 }; Generalizednode(Type type = head,char value = '0') :_value(value),_type(type),_next(NulL) { if (_type == SUB) { _sublink = NulL; } }};
广义表的定义及基本 *** 作:
class Generalized{public: //无参的构造函数,建立空的广义表 Generalized(); //建造广义表,有参数的构造函数 Generalized(const char* str); //打印广义表 voID Print(); //获取值节点的个数 size_t Amount(); //获取广义表的深度 size_t Depth(); //拷贝构造 Generalized(const Generalized& g); ////赋值运算符的重载 Generalized& operator=(const Generalized& g); ////析构函数 ~Generalized(); protected: voID _Print(Generalizednode* head); Generalizednode* _CreatList(const char*& str); size_t _Amount(Generalizednode* head); Generalizednode* _copy(Generalizednode* head); voID _Destory(Generalizednode* head);protected: Generalizednode* _head; //记录广义表头指针};
初始化建立广义表进行循环递归。遍历字符串时遇到字符就建立值节点,遇到'('就进行递归并建立子表;遇到')'就结束当前子表的建立,并返回当前子表的头指针。
Generalizednode* _CreatList(const char*& str){ assert(*str == '('); Generalizednode* head = new Generalizednode(head,'0'); Generalizednode* cur = head; str++; while (str != 'voID _Print(Generalizednode* head){ if (head == NulL) { cout << "Generalized table is NulL" << endl; return; } Generalizednode* cur = head; while (cur) { if (cur->_type == head) { cout << '('; } else if (cur->_type == VALUE) { cout << cur->_value; if (cur->_next) { cout << ','; } } else if (cur->_type == SUB) { _Print(cur->_sublink); if (cur->_next) { cout << ','; } } cur = cur->_next; } cout << ')';}') { if ((*str >= '0'&&*str <= '9') || (*str >= 'a'&&*str <= 'z') || (*str >= 'A'&&*str <= 'Z')) { cur->_next = new Generalizednode(VALUE,*str); cur = cur->_next; } else if (*str == '(') { cur->_next = new Generalizednode(SUB); cur = cur->_next; cur->_sublink = _CreatList(str); } else if (*str == ')') { return head; } str++; } return head;}
打印广义表:当节点的类型为SUB时进行递归,最后不要忘了每打印完一层要打印一个后括号。
count
获取值节点的个数:设置count
变量,遇到值节点就加1,遇到SUB节点进行递归并将返回值加给
size_t _Amount(Generalizednode* head){ Generalizednode* begin = head; size_t count = 0; while (begin) { if (begin->_type == VALUE) { count++; } if (begin->_type == SUB) { count += _Amount(begin->_sublink); } begin = begin->_next; } return count;}
size_t _Depth(Generalizednode* head){ if (_head == NulL) { return 0; } size_t dp=0; Generalizednode* cur = head; size_t max = 0; while (cur) { if (cur->_type == SUB) { dp=_Depth(cur->_sublink); if (max < dp) { max = dp; } } cur = cur->_next; } return max+1;}
广义表的深度:设置变量dp和max分别用来记录当前子表即当前SUB节点指向的子表深度,以及本层所有的SUB节点中深度最大的子表的深度。
voID _Destory(Generalizednode* head){ if (head == NulL) { return; } while (head) { Generalizednode* begin = head->_next; if (head->_type == SUB) { _Destory(head->_sublink); } delete head; head = begin; }}
销毁广义表:依次遍历节点,遇到子表递归,将子表的节点delete完成后,再回到当前层继续遍历。
[cpp] vIEw plain copy#include <iostream> using namespace std; //表示广义表的结点类型 enum NodeType { head_TYPE,//头结点类型 VALUE_TYPE,//值结点类型 SUB_TYPE//子表类型 }; //表示广义表结点的结构体 struct GeneraListNode { NodeType _type;//结点类型 GeneraListNode *_next;//存放结点的下一个元素的地址 //一个结点要么是值结点要么是子表,故用联合体来存放节省一定的空间 //若是值结点则存放的是值,是子表结点的话存放的是子表结点头结点的地址 union{ char _value; GeneraListNode *_sublink; }; GeneraListNode(NodeType type = head_TYPE,char value = '[cpp] vIEw plain copy#include"GeneraList.hpp" //测试空表 voID Test1() { GeneraList genList("()"); genList.Print(); cout<<"Size is :"<<genList.Size()<<endl; cout<<"Depth is :"<<genList.Depth()<<endl<<endl; } //测试单层表 voID Test2() { GeneraList genList("(a,b)"); genList.Print(); cout<<"Size is :"<<genList.Size()<<endl; cout<<"Depth is :"<<genList.Depth()<<endl<<endl; } //测试双层表 voID Test3() { GeneraList genList("(a,b,(c,d))"); genList.Print(); cout<<"Size is :"<<genList.Size()<<endl; cout<<"Depth is :"<<genList.Depth()<<endl<<endl; } //测试多层表 voID Test4() { GeneraList genList("(a,d),(e,(f),h))"); genList.Print(); cout<<"Size is :"<<genList.Size()<<endl; cout<<"Depth is :"<<genList.Depth()<<endl<<endl; } //测试多层空表 voID Test5() { GeneraList genList("(((),()),())"); genList.Print(); cout<<"Size is :"<<genList.Size()<<endl; cout<<"Depth is :"<<genList.Depth()<<endl<<endl; } int main() { Test1(); Test2(); Test3(); Test4(); Test5(); return 0; }') :_type(type),_next(NulL) { if (type == VALUE_TYPE) { _value = value; }else if(type == SUB_TYPE) { _sublink = NulL; } } }; class GeneraList { private: GeneraListNode *_link;//用来存放广义表头结点地址 public: GeneraList(const char *str) :_link(NulL) { _CreateGeneraList(_link,str);//根据指定序列创建广义表 } ~GeneraList() {} public: voID Print();//对外提供的打印广义表的接口 int Size();//广义表中值结点的数目的对外获取接口 int Depth();//广义表的最深层次的对外获取接口 private: voID _CreateGeneraList(GeneraListNode *& link,const char *& str); bool _IsValue(const char ch);//判断指定字符是否为值结点所允许的类型 int _Size(GeneraListNode *head);//计算广义表中值结点的数目的实现 int _Depth(GeneraListNode *head);//计算广义表的最深层次的实现 voID _Print(GeneraListNode *link);//打印广义表的接口的底层实现 }; //创建广义表 voID GeneraList::_CreateGeneraList(GeneraListNode *& link,const char *& str) { //广义表最前端有一个头结点,用来记录实现广义表链表的首地址 //故每次调用该创建广义表的函数首先创建一个头结点 GeneraListNode* head = new GeneraListNode(head_TYPE,NulL); head->_next = NulL; link = head; GeneraListNode* cur = link;//用来记录创建广义表链表时当前创建出的结点位置游标指针 str++;//将广义表序列后移,相当于跳过了'(' while(*str != '总结 ') { if(_IsValue(*str)){//如果当前扫描到的字符是值 //创建一个值结点 GeneraListNode* newNode = new GeneraListNode(VALUE_TYPE,*str); newNode->_next = NulL; cur->_next = newNode;//将该值结点加入到链表中 cur = cur->_next;//游标后移 str++;//将广义表序列后移 }else if(*str == '('){//如果扫描到'('创建子表结点 GeneraListNode* sublink = new GeneraListNode(SUB_TYPE,NulL); sublink->_next = NulL; cur->_next = sublink;//将子表结点加入到链表中 cur = cur->_next; _CreateGeneraList(cur->_sublink,str);//递归创建子表 }else if(*str == ')'){ str++; return;//若扫描到')'表示广义表创建结束 }else{ str++;//空格等其他无效字符跳过 } } } int GeneraList::Size() { return _Size(_link); } //计算广义表值结点的个数 int GeneraList::_Size(GeneraListNode *head) { int size = 0; GeneraListNode *cur = head; while(cur != NulL){ if(cur->_type == VALUE_TYPE){ ++size;//遇到值结点则将size加一 }else if(cur->_type == SUB_TYPE){ size += _Size(cur->_sublink);//遇到子表进行递归 } cur = cur->_next; } return size; } int GeneraList::Depth() { return _Depth(_link); } int GeneraList::_Depth(GeneraListNode *head) { int depth = 1,maxDepth = 1;//depth表示当前表的深度,maxDepth表示目前最大的深度 GeneraListNode *cur = head; while(cur != NulL){ if(cur->_type == SUB_TYPE){ depth += _Depth(cur->_sublink); } if(depth > maxDepth){//更新最大深度 maxDepth = depth; depth = 1;//将当前深度复位 } cur = cur->_next; } return maxDepth; } voID GeneraList::Print() { _Print(_link); cout<<endl; } //打印广义表 voID GeneraList::_Print(GeneraListNode *link) { GeneraListNode *cur = link;//遍历广义表的游标 while(cur != NulL){ if(cur->_type == VALUE_TYPE){ cout<<cur->_value; if(cur->_next != NulL) { cout<<','; } }else if(cur->_type == head_TYPE){ cout<<"("; }else if(cur->_type == SUB_TYPE){ _Print(cur->_sublink);//遇到子表递归打印 if(cur->_next != NulL)//如果打印完子表后广义表未结束则打印',' { cout<<","; } } cur = cur->_next; } cout<<")"; } bool GeneraList::_IsValue(const char ch) { if(ch >= 'a' && ch <= 'z' || ch >= 'A' && ch <= 'Z' || ch >= '0' && ch <= '(') { return true; } return false; }
定义:
广义表是n(n≥0)个元素a1,a2,…,ai,…,an的有限序列。
其中:
①ai--或者是原子或者是一个广义表。
②广义表通常记作:
Ls=( a1,a2,…,ai,…,an)。
③Ls是广义表的名字,n为它的长度。
④若ai是广义表,则称它为Ls的子表。
注意:
①广义表通常用圆括号括起来,用逗号分隔其中的元素。
②为了区分原子和广义表,书写时用大写字母表示广义表,用小写字母表示原子。
③若广义表Ls非空(n≥1),则al是LS的表头,其余元素组成的表(a1,a2,…,an)称为Ls的表尾。
④广义表是递归定义的
画图举例:
代码实现:
测试代码
运行结果
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