C语言静态链表的实现

在静态链表中，元素之间按照顺序存储在数组中，数组中的每个元素都包含两个部分：数据部分和游标部分。数据部分用于存储元素的值，游标部分用于指示下一个元素的索引位置。这种结构使得在插入和删除操作时，只需要修改游标，而不需要像链表那样移动整个元素。

对于静态链表的基本操作，包括插入、删除和查找等，具体实现逻辑如下：

1. 插入操作：首先需要确定插入的位置，然后修改游标以反映新的元素顺序。如果插入的位置在数组的末尾，那么直接修改游标即可；如果插入的位置在数组的中间或开头，则需要按照一定的规则修改游标。
2. 删除操作：首先需要确定删除元素的索引位置，然后修改游标以反映删除后的元素顺序。如果删除的是数组的最后一个元素，那么直接修改游标即可；如果删除的是数组的中间或开头元素，则需要按照一定的规则修改游标。
3. 查找操作：在静态链表中查找元素，需要从头元素开始遍历数组，逐个比较元素的值，直到找到目标元素或遍历完整个数组。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define MAX_SIZE 100

typedef struct {
    int data;
    int next;
} StaticNode;

typedef struct {
    StaticNode nodes[MAX_SIZE];
    int free[MAX_SIZE];
    int size;
    int freeSize;
} StaticList;

// 初始化静态链表
void initList(StaticList* list) {
    list->size = 0;
    list->freeSize = MAX_SIZE;
    for (int i = 0; i < MAX_SIZE - 1; i++) {
        list->free[i] = i + 1;
    }
    list->free[MAX_SIZE - 1] = -1; // 最后一个元素的next设为-1，表示链表结束
}

// 从空闲链表中获取一个节点
int mallocList(StaticList* list) {
    if (list->freeSize > 0) {
        int index = list->free[0];
        list->freeSize--;
        for (int i = 0; i < list->freeSize; i++) {
            list->free[i] = list->free[i + 1];
        }
        return index;
    }
    return -1; // 空闲链表为空，返回-1
}

// 将节点归还给空闲链表
void freeList(StaticList* list, int index) {
    list->free[list->freeSize] = index;
    list->freeSize++;
}

// 在静态链表末尾添加节点
void appendNode(StaticList* list, int data) {
    int index = mallocList(list);
    if (index != -1) {
        list->nodes[index].data = data;
        list->nodes[index].next = -1; // 新添加的节点next设为-1，表示链表结束
        if (list->size == 0) {
            list->nodes[0].next = index; // 如果是第一个节点，头节点指向它
        } else {
            int temp = 0; // 头节点是哑节点，不存数据
            while (list->nodes[temp].next != -1) {
                temp = list->nodes[temp].next;
            }
            list->nodes[temp].next = index; // 找到尾节点，添加新节点
        }
        list->size++;
    } else {
        printf("静态链表已满，无法添加新节点\n");
    }
}

// 打印静态链表
void printList(StaticList* list) {
    int temp = list->nodes[0].next; // 从头节点的下一个节点开始打印
    while (temp != -1) {
        printf("%d ", list->nodes[temp].data);
        temp = list->nodes[temp].next;
    }
    printf("\n");
}

int main() {
    StaticList list;
    initList(&list);
    
    appendNode(&list, 1);
    appendNode(&list, 2);
    appendNode(&list, 3);
    
    printList(&list);
    
    return 0;
}

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