静态链表的C++实现

静态链表是使用数组实现的能够高速插入和删除数据的链表，静态链表和链式单链表比的缺点在于链表的长度仅仅能初始化设置好，而相相应普通的顺序存储的链表，静态链表不能实现高速的读写随意的元素。

当然静态链表给了我们一种思考方式，当我们在特定状态下，不能使用指针操作时。我们能够使用一种替代指针的方法，静态链表使用的cur来表示当前节点的下一个节点的下标。

#pragma once
#define MAXSIZE 1000

template<typename EleType>
class StaticList
{
public:
	typedef struct
	{
		EleType data;
		int cur;
	}Node;
	StaticList();
	~StaticList();
	bool Insert(const EleType& e, int index = 1);
	bool Delete( EleType& e, int index = 1);
	void Show()const;
private:
	int NewSpace();//返回list中一个能够用的空间下标
	void DeleteSpace(int index);//删除list中的index元素
	bool Empty()const;
	bool Full()const;
	Node StList[MAXSIZE];
	int Length;
};

#include "StaticList.h"
#include<iostream>
using namespace std;

template<typename EleType>
StaticList<EleType>::StaticList() :Length(0)
{
	for (int i = 0; i < MAXSIZE - 1;++i)
	{
		StList[i].cur = i + 1;
	}
	StList[MAXSIZE - 1].cur = 0;

}

template<typename EleType>
StaticList<EleType>::~StaticList()
{

}

template<typename EleType>
bool StaticList<EleType>::Insert(const EleType& e, int index /*= 1*/)
{
	if (Full())//假设为满，则不插入数据
	{
		cout << "Can't insert element to a full List!\n";
		return false;
	}
	if (index<1||index>Length+1)//假设插入点的下标不合法，返回false
	{
		cout << "The invalid index!\n";
		return false;
	}
	int k = NewSpace();//返回一个能够插入的节点的下标
	int j = MAXSIZE - 1;
	if (k)//假设返回下标不为0
	{
		StList[k].data = e;//将返回位置的数据设置成e
		for (int i = 1; i <= index - 1;++i)//找到插入节点的前一个节点的下标
		{
			j = StList[j].cur;
		}
		StList[k].cur = StList[j].cur;//将插入节点的cur设置成插入位置前一个节点的cur
		StList[j].cur = k;//将插入位置的前一个节点的cur设置成k，实现把第k个节点插入到index-1个节点后。实现把第K个节点插入到第index个位置
		++Length;//链表长度加一
		return true;
	}

	return false;
}

template<typename EleType>
bool StaticList<EleType>::Delete(EleType& e, int index /*= 1*/)
{
	if (Empty())//假设链表为空。不运行删除操作
	{
		cout << "Can't delete element in a empty list!\n";
		return false;
	}
	if (index<1 || index>Length )//假设删除的位置不合法，返回false
	{
		cout << "The invalid index!\n";
		return false;
	}
	int k = MAXSIZE - 1;
	int i = 1;
	for (; i <= index - 1;++i)//找到第index-1个节点k
	{
		k = StList[k].cur;
	}
	i = StList[k].cur;//i为第index个节点的下标
	StList[k].cur = StList[i].cur;//将第index-1个节点的cur设置成第index个节点的cur，实现了把第index个节点排除在链表之外
	e = StList[i].data;//返回第index个节点的data给e
	DeleteSpace(i);//回收第index个节点的空间
	--Length;//链表长度减一
	return true;
}

template<typename EleType>
void StaticList<EleType>::Show() const
{
	if (Empty())
	{
		cout << "The List is Empty!\n";
		return;
	}
	int k = StList[MAXSIZE - 1].cur;
	cout << "The list is :\n";
	for (int i = 1; i <= Length;++i)
	{
		cout << StList[k].data << " ";
		k = StList[k].cur;
	}
	cout << endl;
}

template<typename EleType>
bool StaticList<EleType>::Full() const
{
	if (Length > MAXSIZE - 2)//保证StList[0]和StList[MAXSIZE-1]不被插入数据覆盖
	{
		return true;
	}
	return false;
}

template<typename EleType>
bool StaticList<EleType>::Empty() const
{
	return(Length == 0);
}

template<typename EleType>
void StaticList<EleType>::DeleteSpace(int index)
{
	StList[index].cur = StList[0].cur;//将要删除的节点增加到空暇节点最前
	StList[0].cur = index;//把该节点设置成第一个可用的空暇节点
}

template<typename EleType>
int StaticList<EleType>::NewSpace()
{
	int i = StList[0].cur;//第一个可用的空暇姐弟那

	if (StList[0].cur)//假设该空暇节点可用
	{
		StList[0].cur = StList[i].cur;//设置下一次第一个可用的空暇节点为返回节点的下一个节点
	}
	return i;//返回可用节点的下标
}

#include "StaticList.cpp"

int main()
{
	StaticList<int> TestList;
	TestList.Insert(12);
	TestList.Insert(12);
	TestList.Insert(34);

	TestList.Insert(23);
	TestList.Insert(12);

	TestList.Insert(99,4);
	TestList.Show();
	int m = 0;
	TestList.Delete(m,7);
	cout << "____________" << m << "_______________\n";
	TestList.Show();
	return 0;
}