广义表

不问归期 提交于 2020-03-01 07:29:17

       广义表,顾名思义,它也是线性表的一种推广。它被广泛的应用于人工智能等领域的表处理语言LISP语言中。在LISP语言中,广义表是一种最基本的数据结构,就连LISP 语言的程序也表示为一系列的广义表。

在第二章中,线性表被定义为一个有限的序列(a1,a2,a3,…,an)其中ai被限定为是单个数据元素。广义表也是n个数据元素d1,d2,d3,…,dn的有限序列,但不同的是,广义表中的di 则既可以是单个元素,还可以是一个广义表,通常记作:GL=(d1,d2,d3,…,dn)。GL是广义表的名字,通常广义表的名字用大写字母表示。n是广义表的长度。若其中di是一个广义表,则称di是广义表GL的子表。在广义表GL中,d1是广义表GL的表头,而广义表GL其余部分组成的表(d2,d3,…,dn)称为广义表的表尾。由此可见广义表的定义是递归定义的。因为在定义广义表时,又使用了广义表的概念。下面给出一些广义表的例子,以加深对广义表概念理解

l D=() 空表;其长度为零。

l A=(a,(b,c)) 表长度为2的广义表,其中第一个元素是单个数据a,第二个元素是一个子表(b,c)。

l B=(A,A,D) 长度为3的广义表,其前两个元素为表A,第三个元素为空表D。

l C=(a,C) 长度为2递归定义的广义表,C相当于无穷表C=(a,(a,(a,(…))))。

其中,A,B,C,D是广义表的名字。下面以广义表A为例,说明求表头、表尾的操作如下:

head(A)=a; 表A的表头是:a

tail(A)=((b,c)); 表A的表尾是((b,c))。广义表的表尾一定是一个表。

从上面的例子可以看出:

(1) 广义表的元素可以是子表,而子表还可以是子表…,由此,广义表是一个多层的结构。

(2) 广义表可以被其他广义表共享。如:广义表B就共享表A。在表B中不必列出表A的内容,只要通过子表的名称就可以引用该表。

(3) 广义表具有递归性,如广义表C。

由于广义表GL=(d1,d2,d3,…,dn)中的数据元素既可以是单个元素,也可以是子表,因此对于广义表,我们难以用顺序存储结构来表示它,通常我们用链式存储结构来表示。表中的每个元素可用一个结点来表示。广义表中有两类结点,一类是单个元素结点,一类是子表结点。从上节得知,任何一个非空的广义表都可以将其分解成表头和表尾两部分,反之,一对确定的表头和表尾可以唯一地确定一个广义表。由此,一个表结点可由三个域构成:标志域,指向表头的指针域,指向表尾的指针域。而元素结点置需要两个域:标志域和值域。其形式说明如下:

/*广义表的头尾链表存储结构*/

typedef enum {ATOM, LIST} ElemTag; /* ATOM=0,表示原子;LIST=1,表示子表*/

typedef struct GLNode

{

ElemTag tag; /*标志位tag用来区别原子结点和表结点*/

union

{

AtomType atom; /*原子结点的值域atom*/

struct { struct GLNode * hp, *tp;} htp; /*表结点的指针域htp, 包括

表头指针域hp和表尾指针域tp*/

} atom_htp; /* atom_htp 是原子结点的值域atom和

表结点的指针域htp的联合体域*/

} *GList;

实现

#include "stdio.h"
typedef struct node
{
  int tag;
  union{struct node *sublist;
             char data;
            }dd;
  struct node *link;
}NODE;

NODE *creat_GL(char **s)
{
  NODE *h;
  char ch;
  ch=*(*s);
  (*s)++;
  if(ch!='\0')
  {
    h=(NODE*)malloc(sizeof(NODE));
    if(ch=='(')
    {
      h->tag=1;
      h->dd.sublist=creat_GL(s);
    }
    else
    {
      h->tag=0;
      h->dd.data=ch;
    }
  }
  else
    h=NULL;

  ch=*(*s);
  (*s)++;
  if(h!=NULL)
    if(ch==',')
      h->link =creat_GL(s);
    else
      h->link=NULL;
  return(h);
}

void prn_GL(NODE *p)
{
  if(p!=NULL)
  {
    if(p->tag==1)
    {
      printf("(");
      if(p->dd.sublist ==NULL)
        printf(" ");
      else
        prn_GL(p->dd.sublist );
    }
    else
      printf("%c",p->dd.data);

    if(p->tag==1)
      printf(")");
    if(p->link!=NULL)
    {
      printf(",");
      prn_GL(p->link);
    }
  }
}

NODE *copy_GL(NODE *p)
{
  NODE *q;
  if(p==NULL) return(NULL);

  q=(NODE *)malloc(sizeof(NODE));
  q->tag=p->tag;
  if(p->tag)
    q->dd.sublist =copy_GL(p->dd.sublist );
  else
    q->dd.data =p->dd.data;

  q->link=copy_GL(p->link);
  return(q);
}

int depth(NODE *p)
{
  int h,maxdh;
  NODE *q;
  if(p->tag==0) return(0);
  else
    if(p->tag==1&&p->dd.sublist==NULL) return 1;
    else
    {
      maxdh=0;
      while(p!=NULL)
      { 
        if(p->tag==0) h=0;
        else
        {q=p->dd.sublist;
         h=depth(q);
        }

        if(h>maxdh)
           maxdh=h;

        p=p->link;
      }
      return(maxdh+1);
    }
}

int count(NODE *p)
{
  int m,n;
  if(p==NULL) return(0);
  else
  {
    if(p->tag==0) n=1;
    else
      n=count(p->dd.sublist);
    if(p->link!=NULL)
      m=count(p->link);
    else m=0;
    return(n+m);
  }
}

main()
{
  NODE *hd,*hc;
  char s[100]="(a,(b,(c,d)))",*p;

  /*p=gets(s);*/

  p=s;

  hd=creat_GL(&p);
  hc=copy_GL(hd);
  printf("\ncopy after:");
  prn_GL(hc);

  printf("\ndepth=%d  (wrong?)",depth(hc));
  printf("\ncount=%d",count(hc));

  getch();
}

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