objective-c演算法詳解(一、鏈表)

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鏈表的介紹：

鏈表可以說是一種最為基礎的資料結構。在維護集合資料的時候擁有很大的協助，尤其是在增，刪上擁有很大的效率今天總結一下曾經學習的鏈表。
在ios的開發中，掌握一些常用的演算法可以協助我們更加有效率的開發。
鏈表的總類：

• 單鏈表
• 雙向鏈表
• 迴圈鏈表

今天先來講述下單鏈表：元素之間由一個單獨的指標連結。這種結構的鏈表允許從第一個元素開始遍曆到最後一個元素。

各元素之間通過一個指標串連起來而組成。每個元素包含兩個部分：資料成員和一個被稱為next的指標。通過這好種結構，將每個元素的next指標設定為指向其後面的元素。最後一個元素的Next設定為NULL，簡單的表示鏈表的尾端。鏈表開始處的元素是”head“，鏈表的末尾的元素稱為”tail“。

圖一

根據上面說的，其實我們可以把鏈表看作一系列連續的元素，要知道這些元素是動態分配在記憶體中的。其實元素與元素之間的串連是為了保證我們能夠訪問到每個元素。如果其中有一個連結被丟失，那麼從這個連結開始往後的所有連結都將被丟失。

我曾經在一本書上看過一句話：“你的弱點又多弱，你的強度就有多強”，這句話來形容鏈表非常的恰當。

進入今天的主題：

單鏈表介面的定義：初始化鏈表:

-(void)listInit :(List*) list;

該函數必須在其他動作之前調用。，使用listInit初始化一個鏈表，方便我們執行其他動作。初始化非常簡單，只需要將size設定為0，head與tail設定為null，就完成了初始化操作。

在指定的element後添加:

-(int)listInsNext:(List*) list over:(ListElemt *) element over:(ListElemt *)newElement;

簡單的說，插入操作就是對鏈表進行新的串連，例如有兩個節點A和C，要在A節點後加入B節點。首先先讓B的next指標指向C。然後C，然後A的next指標指向B。這樣就完成了簡單的操作。但是但是當插入到head位置的話，新元素前面就沒有節點了，這樣怎麼辦？很簡單，只需要將新元素next指標指向當前鏈表的頭部就可以了。當傳入的element為空白，直接插入到頭部就可以了。

圖一：

移除指定element後的元素:

-(int)listRemNext:(List*) list over:(ListElemt *) element;

移除element身後的元素，而不是element本身，至於為什麼，我們後在以後進行說明。需要考慮兩點，移除前端節點，以及其他節點。
操作其實很簡單。例如有A，B，C三個節點，我們只需要申請一個D，讓D指向A的下一個元素，然後A的next指向A的next的next。這樣串連中我們就將B直接去掉，剩下A，C。之後ARC會幫我們自動回收掉B

圖二：

輸出鏈表

-(void)outPut:(List*) list;

採用一個迴圈，初始化一個指標pre，讓這個指標指向list的head。每次迴圈後進行判斷，並且重新規劃：pre ＝ pre－>next

以下為一些宏定義，方便我們快速存取和監測List和ListElemt：

#define list_size(list)((list)->size)#define list_head(list)((list)->head)#define list_tail(list)((list)->tail)#define list_is_head(list,element)((element)==(list)->head ? 1:0)#define list_is_tail(element)((element)->next = NULL ? 1：0)#define list_data(element)((element)->data)#define list_next(element)((element)->data)

ListElemt.h代碼：

////  ListElemt.h//  ok////  Created by MrLoong on 15/8/8.//  Copyright (c) 2015年 MrLoong. All rights reserved.//#import <Foundation/Foundation.h>@interface ListElemt : NSObject{    @public id data;    @public ListElemt *next;}@end

list.h代碼如下：

//  List.h//  Created by MrLoong on 15/8/8.//  Copyright (c) 2015年 MrLoong. All rights reserved.//#import <Foundation/Foundation.h>#import "ListElemt.h"@interface List : NSObject{   @public ListElemt *head;   @public ListElemt *tail;   @public int size;}//初始化鏈表-(void)listInit :(List*) list;//在指定的element後添加newElement-(int)listInsNext:(List*) list over:(ListElemt *) element over:(ListElemt *)newElement;//移除指定element後的元素-(int)listRemNext:(List*) list over:(ListElemt *) element;//輸出鏈表-(void)outPut:(List*) list;#define list_size(list)((list)->size)#define list_head(list)((list)->head)#define list_tail(list)((list)->tail)#define list_is_head(list,element)((element)==(list)->head ? 1:0)#define list_is_tail(element)((element)->next = NULL ? 1：0)#define list_data(element)((element)->data)#define list_next(element)((element)->data)@end

list.m代碼如下

////  List.m//  ok////  Created by MrLoong on 15/8/8.//  Copyright (c) 2015年 MrLoong. All rights reserved.//#import "List.h"@implementation List//初始化鏈表-(void) listInit:(List *)list{    list->size = 0;    list->head = NULL;    list->tail = NULL;    return;}//在元素element後插入newElement -(int)listInsNext:(List *)list over:(ListElemt *)element over:(ListElemt *)newElement{    if(newElement==NULL){        return -1;    }    if(element==NULL){        if(list_size(list)==0){            list->tail = newElement;        }        newElement->next = list->head;        list->head = newElement;    }    else{        if(element==NULL){            list->tail = newElement;        }        newElement->next = element->next;        element->next = newElement;    }    list->size++;    return 0;}//移除指定element後的元素-(int)listRemNext:(List *)list over:(ListElemt *)element{    ListElemt *oldEmement;    if(list_size(list)==0){        return -1;    }    if (element==NULL) {        oldEmement = list->head;        list->head = list->head->next;        if(list_size(list)==0){            list->tail = NULL;        }    }    else{        if(element->next==NULL){            return -1;        }        oldEmement = element->next;        element->next = element->next->next;        if(element->next == NULL){            list->tail = element;        }    }   // free((__bridge void *)(oldEmement));    return 0;}//輸出鏈表-(void)outPut:(List *)list{    ListElemt *pre = list->head;    while (pre!=nil) {        NSLog(@"%@",pre->data);        pre = pre->next;    }}@end

main.m代碼：

////  main.m//  ok////  Created by MrLoong on 15/8/8.//  Copyright (c) 2015年 MrLoong. All rights reserved.//#import <Foundation/Foundation.h>#import "List.h"#import "ListElemt.h"int main(int argc, const char * argv[]) {    @autoreleasepool {        //建立元素        List *list = [[List alloc] init];        [list listInit:list];        ListElemt *element1 = [[ListElemt alloc]init];        element1->data = [NSNumber numberWithInt:1];        ListElemt *element2 = [[ListElemt alloc]init];        element2->data = [NSNumber numberWithInt:2];        ListElemt *element3 = [[ListElemt alloc]init];        element3->data = [NSNumber numberWithInt:3];        ListElemt *element4 = [[ListElemt alloc]init];        element4->data = [NSNumber numberWithInt:4];        ListElemt *element5 = [[ListElemt alloc]init];        element5->data = [NSNumber numberWithInt:5];        ListElemt *element6 = [[ListElemt alloc]init];        element6->data = [NSNumber numberWithInt:6];        //建立元素        [list listInsNext:list over:list->head over:element1];        [list listInsNext:list over:element1 over:element2];        [list listInsNext:list over:element2 over:element3];        [list listInsNext:list over:element3 over:element4];        [list listInsNext:list over:element4 over:element5];        [list listInsNext:list over:element5 over:element6];        [list outPut:list];        //刪除element2後的元素element3        [list listRemNext:list over:element2];        printf("===========================================\n");        printf("插入完成\n");        printf("===========================================\n");        [list outPut:list];        printf("===========================================\n");        printf("刪除完成\n");        printf("===========================================\n");    }    return 0;}

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