廣義表的C語言實現
最近弄了一下這個廣義表，將它的部分操作寫了出來，以供大家共同學習，研究。
開發工具：VC6.0
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#define AtomType char
#define MAXSIZE 1024
#define ElemTag int
#define OK 1
#define ERROR 0
typedef struct GLNode
{
ElemTag tag;
union
{
AtomType atom;
struct GLNode *hp;
}atom_hp;
struct GLNode *tp;
}GLNode,*GList;
//功能：分離出廣義表中表頭部分
//返回：分離後剩下的字符串，不包括逗號
void Disastr(char *s,char *hstr)
{
int i,j,k,r;
char rstr[MAXSIZE];
i=j=k=0;
while(s[i] && (s[i] != ',' || k))
{
if (s[i] == '(') { k++ ; } // k 作爲括號計數器
else if (s[i] == ')') {k--;}
if (s[i] != ',' || s[i] == ',' && k)
{
hstr[j] = s[i];
i++;
j++;
}
}
hstr[j] = '/0';
if (s[i] == ',') {i++;}
r=0;
while(s[i]) // 處理剩餘的表尾部分
{
rstr[r] = s[i];
r++;
i++;
}
rstr[r] = '/0';
strcpy(s,rstr);
}
//功能：根據輸入的字符串，建立廣義表
//返回：成功則返回建立的廣義表的表頭，否則，返回NULL
GLNode * GLCreate(char *s)
{
GLNode *p,*q,*r,*head;
char substr[MAXSIZE],hstr[MAXSIZE];//rstr[MAXSIZE];
int len;
len = strlen(s);
if ( !strcmp(s,"()") || !len) { head = NULL;} // (1) 空表情況
else if (len == 1) // (2) 原子情況
{
head = (GLNode *)malloc(sizeof(GLNode)); // 建立一個新結點
if (!head) return NULL;
head->tag = 0; // 構造原子結點
head->atom_hp.atom = *s;
head->tp = NULL;
}
else // (3) 子表情況
{
head = (GLNode *)malloc(sizeof(GLNode));
if (!head) return NULL;
head->tag = 1;
p = head;
s++;
strncpy(substr,s,len-2); // 剝去外層的()
substr[len-2] = '/0';
do
{
Disastr(substr,hstr); // 分離出表頭
r = GLCreate(hstr);
p->atom_hp.hp = r; // 尾插法建表
q=p;
len = strlen(substr);
if (len > 0)
{
p = (GLNode*)malloc(sizeof(GLNode));
if (!p) return NULL;
p->tag = 1;
q->tp=p;
}
} while (len > 0);
q->tp=NULL;
}
return head;
}
void DisplayList(GList head)
{
GLNode *p,*q;
if (!head) return;
if (head->tag==0)
{
printf("%c",head->atom_hp.atom);
return;
}
printf("(");
if (head)
{
do
{
p = head->atom_hp.hp;
q = head->tp;
while (q && p && p->tag == 0) // 同一層的原子結點
{
printf("%c,",p->atom_hp.atom);
p = q->atom_hp.hp;
q = q->tp;
}
if (p && !p->tag) // 最後一個原子結點
{
printf("%c",p->atom_hp.atom);
break;
}
else // 子表情況
{
if (!p) printf("()");
else DisplayList(p);
if (q) printf(",");
head = q;
}
} while (head);
printf(")");
}
}
//功能：取出廣義表的表頭部分
//返回：成功則返回廣義表的表頭，否則，返回空或退出
GList GetHead(GList L)
{
if (!L) return (NULL); // 空表無表頭
if (L->tag == 0) exit(0); // 原子結點不是表
else return (L->atom_hp.hp);
}
//功能：取出廣義表的表尾部分
//返回：成功返回廣義表的表尾部分，否則，返回空或者退出
GList GetTail(GList L)
{
if (!L) return (NULL);
if (L->tag == 0) exit(0);
else return (L->tp);
}
//功能:求出廣義表的長度
//返回值:廣義表的長度
int Length(GList L)
{
int k=0;
GLNode *s;
if (!L) return 0; // 空表的長度爲零
if (L->tag == 0) exit(0); // 原子不是表
s=L;
while(s) // 統計表的最上層的長度
{
k++;
s=s->tp;
}
return k;
}
//功能：求得廣義表的深度
//輸入：需求深度的廣義表的指針
int Depth(GList L)
{
int d,max;
GLNode *s;
if (!L) return (1); // 空表的深度爲 1
if (L->tag==0) return 0; // 原子的深度爲 0
s=L;
max=0;
while (s) // 遞歸求每個子表深度的最大值
{
d = Depth(s->atom_hp.hp);
if (d > max) max = d;
s = s->tp;
}
return (max+1); // 表的深度爲子表深度加一
}
//功能：統計原子結點的個數
//輸入：需統計的廣義表指針
int CountAtom(GList L)
{
int n1,n2;
if (!L) return 0; // 空表無原子結點
if (L->tag==0) return 1; // 原子結點
n1 = CountAtom(L->atom_hp.hp);
n2 = CountAtom(L->tp);
return (n1+n2);
}
//功能：完成廣義表的複製,將res複製到dest中
//返回：成功返回1，否則，返回0
bool CopyList(GList *dest,GList res)
{
if (!res) {*dest = NULL;return (OK);}
*dest = (GLNode *)malloc(sizeof(GLNode));
if (!*dest) return (ERROR);
(*dest)->tag = res->tag;
if (res->tag==0) (*dest)->atom_hp.atom = res->atom_hp.atom;
else
{
CopyList(&(*dest)->atom_hp.hp,res->atom_hp.hp);
CopyList(&(*dest)->tp,res->tp);
}
return (OK);
}
//功能：合併廣義表，如果p爲空，則申請空間，將q複製到p中
//例如：((a,b),c) 和(a,b)合併之後爲：((a,b),c,a,b)
//算法描述：先找到第一個廣義表的最後一個結點，將其鏈到第二個廣義表的首元素即可
void Merge(GList *p,GLNode *q)
{
GLNode *r;
if (!q) return; // 如果複製的是個空表，返回
if (!p) // p爲空，申請空間
{
*p = (GLNode*)malloc(sizeof(GLNode));
if (!(*p)) return ;
(*p)->tag = 1;
}
else
{
if ((*p)->tag)
{
r=*p;
while(r->tp) r=r->tp; // 找到最後一個子表的表尾指針
if (q->tag) r->tp = q; // 修改表尾指針
}
}
}
//功能：類似二叉樹的先序遍歷遍歷廣義表L
//eg：例如(a,(b,(c),d))結果爲：a,b,c,d
//算法描述：
//L若爲原子結點，顯示該數據，遞歸調用遍歷後續元素，也即:write(L->atom_hp.atom);PreOrder(L->tp);
//L是子表結點，遞歸調用遍歷該子表，遍歷後續元素，也即:PreOrder(L->atom_hp.tp);PreOrder(L->tp);
void PreOrder(GList L)
{
if (L)
{
if (L->tag==0) printf("%c ",L->atom_hp.atom); // 打印原子結點
else PreOrder(L->atom_hp.hp); // 往下遍歷，類似二叉樹中的左子樹
if (L->tp) PreOrder(L->tp); // 往右遍歷，類似二叉樹中的右子樹
}
}
// 判斷兩個廣義表是否相等，相等，返回1，否則，返回0
// 相等的定義：兩個廣義表具有相同的存儲結構，對應的原子結點的數據域也相等
//算法描述：
// 形式：條件
//Equal(p,q) = Equal(p->tp,q->tp) ; p->tag = 0 && q->tag = 0 && p->atom_hp.atom = q->atom_hp.atom
//Equal(p,q) = Equal(p->atom_hp.hp,q->atom_hp.hp) && Equal(p->tp,q->tp) ; p->tag = 1 && q->tag = 1
//Equal(p,q) = false ; p->tag = 0 && q->tag = 0 p->atom_hp.atom != q->atom_hp.atom 或者 p->tag *p->tag + q->tag*q->tag =1
//Equal(p,q) = false ; p q 其中之一爲NULL
bool Equal(GList p,GList q)
{
bool flags = true;
if (!p && q) flags = false;
if (p && !q) flags = false;
if (p && q)
{
if (p->tag == 0 && q->tag == 0 )
{
if (p->atom_hp.atom != q->atom_hp.atom)
flags = false;
}
else if (p->tag == 1 && q->tag == 1)
{
flags = Equal(p->atom_hp.hp,q->atom_hp.hp);
}
else flags = false;
if (flags) flags = Equal(p->tp,q->tp);
}
return flags;
}
int main()
{
char s[MAXSIZE],a[MAXSIZE];
GList head;
GList L;
printf("please input a string:");
scanf("%s",s);
head = GLCreate(s);
DisplayList(head);
printf("/n");
printf("The Head is:");
DisplayList(GetHead(head));
printf("/n");
printf("The Tail is: ");
DisplayList(GetTail(head));
printf("/n");
printf("The Length is %d/n",Length(head));
printf("The Depth is %d/n",Depth(head));
printf("The Atom number is %d/n",CountAtom(head));
printf("Copy the List:/n");
CopyList(&L,head);
DisplayList(L);
printf("/n");
printf("Merge the List/n");
Merge(&L,head);
DisplayList(L);
printf("/n");
printf("PreOrder:");
PreOrder(head);
printf("/n");
printf("input a string:");
scanf("%s",a);
L = GLCreate(a);
DisplayList(L);
printf(" Eqaul ");
DisplayList(head);
printf(":");
if (Equal(L,head)) printf("yes!/n");
else printf("no!/n");
return 0;
}
