一步一步寫演算法（之線性結構的處理）

【 聲明：著作權，歡迎轉載，請勿用於商業用途。  聯絡信箱：feixiaoxing @163.com】

    我們知道，在記憶體中的空間都是連續的。也就是說，0x00000001下面的地址必然是0x00000002。所以，空間上是不會出現地址的突變的。那什麼資料結構類型是連續內部空間呢，其實就是數組，當然也可以是堆。數組有很多優勢，它可以在一段連續空間內儲存相同類型的資料，並且對這些資料進行管理。所以從這個意義上說，掌握了數組才能說明你資料結構入門了。

    那麼，在實際開發中，我們對線性結構應該注意些什麼呢？我個人的觀點：

    （1）數組的資源是有限的，必須確定資源的範圍

    （2）數組中資源的申請和釋放必須一一對應，否則很容易造成資源泄漏的現象

    （3）數組中的注意事項同樣應用於堆分配的連續記憶體資源空間中

    下面是自己設計的一個int分配的小程式，大家可以一起嘗試一下：

    a）設計記憶體節點的資料形式

typedef struct _DATA_NODE{int* pData;char* pFlag;int num;}DATA_NODE;#define STATUS int#define TRUE 1#define FALSE 0

   
b）建立記憶體節點

DATA_NODE* malloc_node(int number){DATA_NODE* pDataNode = NULL;if(0 == number)return NULL;pDataNode = (DATA_NODE*) malloc(sizeof(DATA_NODE));assert(NULL != pDataNode);memset(pDataNode, 0, sizeof(DATA_NODE));pDataNode->pData = (int*)malloc(sizeof(int) * number);if(NULL == pDataNode->pData){free(pDataNode);return NULL;}pDataNode->pFlag = (char*) malloc( (number + 7) >> 3);if(NULL == pDataNode->pFlag){free(pDataNode->pData);free(pDataNode);return NULL;}memset(pDataNode->pData, 0, sizeof(int) * number);memset(pDataNode->pFlag, 0, (number + 7) >> 3);pDataNode->num = number;return pDataNode;}

   
c） 刪除記憶體節點

STATUS free_node(const DATA_NODE* pDataNode){if(NULL == pDataNode)return FALSE;assert(NULL != pDataNode ->pData);assert(NULL != pDataNode-> pFlag);assert(0 != pDataNode);free(pDataNode->pFlag);free(pDataNode->pData);free((void*)pDataNode);return TRUE;}

    d）判斷當前是否還有記憶體可以分配

int check_if_data_exist(const DATA_NODE* pDataNode){int number = pDataNode->num;char* pFlag = pDataNode->pFlag;unsigned char flag = 0;int loop = 1;while(loop <= number){flag = pFlag[(loop + 7) >> 3 - 1] & (0x1 << ((loop + 7) % 8));if(0 != flag){return loop;}loop ++;}return -1;}

   
e） 分配記憶體空間

int* alloca_data(const DATA_NODE* pDataNode){int* pData = NULL;int pos;if(NULL == pDataNode)return NULL;if(-1 == (pos = check_if_data_exist(pDataNode)))return NULL;pDataNode->pFlag[(pos + 7) >> 3 - 1] |= 0x1 << ((pos + 7)% 8);return pDataNode->pData + (pos - 1);}

   
f）回收記憶體空間

STATUS free_data(const DATA_NODE* pDataNode, const int* pData){int pos = 0;if(NULL == pDataNode || NULL == pData)return FALSE;if(pData < pDataNode->pData || pData > (pDataNode->pData + pDataNode->num))return FALSE;pos = (pData - pDataNode->pData) >> 3;pDataNode->pFlag[(pos + 7) -1]  &= ~(0x1 << ((pos + 7) % 8));return TRUE;}

   
g）統計當前已經分配了多少DWORD空間

int count_free_space(const DATA_NODE* pDataNode){int count = 0;int loop = 1;char flag = 0;if(NULL == pDataNode)return 0;for(; loop <= pDataNode->num; loop++){flag = pDataNode->pFlag[(loop + 7) >> 3 - 1] & (0x1 << ((loop + 7) % 8));if(0 == flag){count ++;}}return count;}

   上面的代碼只是一個示範，大家可以在這個基礎之上加以改進，比如說：

    （1）修改成可以自由分配很多記憶體，注意需要同時修改flag的結構類型

    （2）修改成先到先得的記憶體配置類型

    （3）修改成最合適空間的記憶體配置類型

    （4）修改成debug類型的記憶體配置形式，每次分配和釋放的時候都檢查記憶體是否越界、是否沒有成對運行，注意需要添加對應的判斷函數

【預告： 下面一篇部落格介紹隊列線性表】