数据结构之自建算法库——广义表

本文针对数据结构基础系列网络课程(5)：数组与广义表中第6课时广义表的存储结构及基本运算的实现。

广义算法库采用程序的多文件组织形式，包括两个文件：

　　1.头文件：glist.h，包含定义广义表数据结构的代码、宏定义、要实现算法的函数的声明；

#ifndef GLIST_H_INCLUDED
#define GLIST_H_INCLUDED

typedef char ElemType;
typedef struct lnode
{
    int tag;                    //节点类型标识
    union
    {
        ElemType data;          //原子值
        struct lnode *sublist;  //指向子表的指针
    } val;
    struct lnode *link;         //指向下一个元素
} GLNode;                       //广义表节点类型定义

int GLLength(GLNode *g);        //求广义表g的长度
int GLDepth(GLNode *g);     //求广义表g的深度
GLNode *CreateGL(char *&s);     //返回由括号表示法表示s的广义表链式存储结构
void DispGL(GLNode *g);                 //输出广义表g

#endif // GLIST_H_INCLUDED

2.源文件：glist.cpp，包含实现各种算法的函数的定义

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#include "glist.h"
int GLLength(GLNode *g)     //求广义表g的长度
{
    int n=0;
    GLNode *g1;
    g1=g->val.sublist;      //g指向广义表的第一个元素
    while (g1!=NULL)
    {
        n++;                //累加元素个数
        g1=g1->link;
    }
    return n;
}

int GLDepth(GLNode *g)      //求广义表g的深度
{
    GLNode *g1;
    int max=0,dep;
    if (g->tag==0)          //为原子时返回0
        return 0;
    g1=g->val.sublist;      //g1指向第一个元素
    if (g1==NULL)           //为空表时返回1
        return 1;
    while (g1!=NULL)        //遍历表中的每一个元素
    {
        if (g1->tag==1)     //元素为子表的情况
        {
            dep=GLDepth(g1);    //递归调用求出子表的深度
            if (dep>max)    //max为同一层所求过的子表中深度的最大值
                max=dep;
        }
        g1=g1->link;            //使g1指向下一个元素
    }
    return(max+1);          //返回表的深度
}

GLNode *CreateGL(char *&s)      //返回由括号表示法表示s的广义表链式存储结构
{
    GLNode *g;
    char ch=*s++;                       //取一个字符
    if (ch!='\0')                      //串未结束判断
    {
        g=(GLNode *)malloc(sizeof(GLNode));//创建一个新节点
        if (ch=='(')                    //当前字符为左括号时
        {
            g->tag=1;                   //新节点作为表头节点
            g->val.sublist=CreateGL(s); //递归构造子表并链到表头节点
        }
        else if (ch==')')
            g=NULL;                     //遇到')'字符,g置为空
        else if (ch=='#')               //遇到'#'字符，表示为空表
            g=NULL;
        else                            //为原子字符
        {
            g->tag=0;                   //新节点作为原子节点
            g->val.data=ch;
        }
    }
    else                                 //串结束,g置为空
        g=NULL;
    ch=*s++;                            //取下一个字符
    if (g!=NULL)                        //串未结束，继续构造兄弟节点
    {
        if (ch==',')                    //当前字符为','
            g->link=CreateGL(s);        //递归构造兄弟节点
        else                            //没有兄弟了,将兄弟指针置为NULL
            g->link=NULL;
    }

    return g;                           //返回广义表g
}

void DispGL(GLNode *g)                  //输出广义表g
{
    if (g!=NULL)                        //表不为空判断
    {
        //先处理g的元素
        if (g->tag==0)                  //g的元素为原子时
            printf("%c", g->val.data);  //输出原子值
        else                            //g的元素为子表时
        {
            printf("(");                //输出'('
            if (g->val.sublist==NULL)   //为空表时
                printf("#");
            else                        //为非空子表时
                DispGL(g->val.sublist); //递归输出子表
            printf(")");                //输出')'
        }
        if (g->link!=NULL)
        {
            printf(",");
            DispGL(g->link);            //递归输出后续表的内容
        }
    }
}

3.在同一项目（project）中建立一个源文件(如main.cpp)，编制main函数，完成相关的测试工作。 例：

#include <stdio.h>
#include "glist.h"
int main()
{
    GLNode *g;
    char *s="(b,(b,a,(#),d),((a,b),c((#))))";
    g = CreateGL(s);
    DispGL(g);
    printf("广义表长度:%d\n", GLLength(g));
    printf("广义表深度:%d\n", GLDepth(g));
    return 0;
}