嵌入式学习的第二十三天-数据结构-树+哈希表+内核链表

一、树（一对多）

1.树的定义

树：n（n>=0）个结点的有限集合。n = 0 ,空树。

2.在任意一个非空树中，

(1)，有且仅有一个特定的根结点

(2)，当n>1 时，其余结点可分为m个互不相交的有限集合T1,T2,T3.。。。。Tm，其中每一个

集合又是一个树，并且称谓子树。

3.度

结点拥有子树的个数称谓结点的度。度为0的结点称谓叶结点。度不为0，称谓分支结点。

树的度数是指，这棵树中，最大的结点的度数，称谓树的度数。

树的深度或高度，从根开始，根为第一层，根的孩子为第二层。

4.树的存储，顺序结构，链式结构。

二、二叉树 binary tree

1.定义

n个结点的有限集合，集合要么为空树，要么由一个根结点和两棵互不相交，分别称谓根结点的左

子树和右子树的二叉树组成。

相交：D-E  

2.特点

(1)，每个结点最多两个子树。

(2)，左子树和右子树是有顺序的，次序不能颠倒。

(3)，如果某个结点只有一个子树，也要区分左，右子树。

3.特殊的二叉树

(1)，斜树，所有的结点都只有左子树，左斜树，所有结点都只有右子树，右树。

(2)，满二叉树，所有的分支结点都存在左右子树，并且叶子都在同一层上。

(3)，完全二叉树，对于一颗有n个结点的二叉树按层序编号，如果编号i（1<=i<=n）的结点于同样

深度的满二叉树中编号为i的结点在二叉树中位置完全相同，则这可树为完全二叉树。

4.特性（选填）
(1)，在二叉树的第i层上最多有2^(i-1)个结点 i>=1

(2),深度为k的二叉树至多有2^k  -1 个结点 k>=1

(3）,任意一个二叉树T，如果其叶子结点的个数是n0,度数为2的结点数为n2， n0 = n2 +1;

(4),有n个结点的完全二叉树深度为(logn/log 2) +1;

        注：向下取整

5.树的遍历

（1）广度遍历：层序

（2）深度遍历

        前序，根左右，先访问根，然访问左，访问右。

        中序，左根右，先从根开始（不是先访问根），从左开始访问，在访问根，在访问右结点。

        后序，左右根，先从根开始（不是先访问根），先访问左，在访问右。在访问根。

三、树的链式存储的一般操作 

1.创建

void CreateTree(TreeNode **root)
{char c = data[ind++];if('#'==c){*root=NULL;return;}else{*root = malloc(sizeof(TreeNode));if(NULL == *root){fprintf(stderr, "CreateTree malloc error");return ;}(*root)->data=c;CreateTree(&(*root)->left);CreateTree(&(*root)->rigjt);}
}

2.前序

void PreOrderTraverse(TreeNode*root)
{if(NULL == root){return;}printf("%c",root->data);PreOrderTraverse(root->left);PreOrderTraverse(root->rigjt);
}

3.中序

void InOrderTraverse(TreeNode*root)
{if(NULL == root){return;}InOrderTraverse(root->left);printf("%c",root->data);InOrderTraverse(root->rigjt);
}

4.后序

void PostOrderTraverse(TreeNode*root)
{if(NULL == root){return;}PostOrderTraverse(root->left);PostOrderTraverse(root->rigjt);printf("%c",root->data);
}

5.销毁

void DestoryTree(TreeNode *root)
{if(NULL == root){return;}DestoryTree(root->left);DestoryTree(root->rigjt);free(root);
}

四、哈希表

1.创建

HSTable*CreateHsTable(int len)
{HSTable*hs = malloc(sizeof(HSTable));if(NULL == hs){fprintf(stderr, "CreateHsTable malloc error");return NULL;}hs->head = malloc(sizeof(DATATYPE)*len);if(NULL == hs->head){fprintf(stderr, "CreateHsTable malloc2 error");return NULL;}    hs->tlen =len;int i=0;for(i =0;i<len;i++){hs->head[i]=-1;}return hs;
}

2.HSFun

int HSFun(HSTable*hs,DATATYPE*data)
{return *data % hs->tlen;
}

3.插入

int HSInsert(HSTable*hs,DATATYPE*data)
{int ind=HSFun(hs, data);while(hs->head[ind]!=-1){printf("pos %d,num :%d\n",ind,*data);ind =(ind+1)%hs->tlen;}hs->head[ind]=*data;return 0;}

4.查找

int HsSearch(HSTable*hs,DATATYPE*data)
{int ind=HSFun(hs, data);int old_ind=ind;while(hs->head[ind]!=*data){ind =(ind+1)%hs->tlen;if(old_ind==ind){return -1;}}return ind;
}

5.main.c

int main(int argc, char **argv)
{HSTable*hs=CreateHsTable(15);int array[]={12,67,56,16,25,37,22,29,15,47,48,34};int i = 0;for (i = 0; i < 12; i++){HSInsert(hs, &array[i]);}int want_num = 37;int ret = HsSearch(hs, &want_num);if (-1 == ret){printf("not find \n");}else{printf("find ,%d\n", hs->head[ret]);}return 0;
}

五、内核链表（双向链表）

 思想：将数据摘出来,没有耦合，需自己定义结构体，结构体内部包括节点和数据，可按照自己的

            需求设计

Linux第一宏：offset(地址偏移量) 和 contrainof（求地址）

相关操作：

1.klist.c

#include "./klist.h"void klist_init(KLIST* head)
{head->prev = head;head->next = head;
}void klist_add(KLIST* newnode,KLIST*prev,KLIST* next)
{newnode->next =next;newnode->prev = prev;prev->next = newnode;next->prev = newnode;}void klist_add_head(KLIST* head,KLIST* newnode)
{klist_add(newnode,head,head->next);
}
void klist_add_tail(KLIST* head,KLIST* newnode)
{klist_add(newnode,head->prev,head);
}void klist_del(KLIST*prev,KLIST*next)
{prev->next = next;next->prev = prev;
}

2.klist.h

#ifndef __KLIST_H__
#define __KLIST_H__typedef struct __klist
{struct __klist *next;struct __klist* prev;
}KLIST;#define offset(type,mem) ((size_t)  &((type*)0)->mem)
/*** @brief ptr 结构体node的指针type 结构体 per *       mem  node在结构中的变量名*/
#define containerof(ptr,type,mem) ({ const typeof(((type*)0)->mem) * _mptr = (ptr);\(type*) ((char*)_mptr- offset(type,mem)); })#define klist_for_entry(ptr,type,mem)  containerof(ptr,type,mem)
/*** @brief p , 指向结构体的指针*        n, 指向当前结构体的下一个指针head， 链表的头节点指针mem， node在结构体中变量的名字*/
//for(p=klist_for_entry(&(head)->next,typeof(*p),mem),n=klist_for_entry((p)->mem.next,typeof(*p),mem);
#define klist_for_each(p,n,head,mem) \
for(p=klist_for_entry(head->next,typeof(*p),mem),n=klist_for_entry((p)->mem.next,typeof(*p),mem);\
&p->mem != (head); p=n,n=klist_for_entry((n)->mem.next,typeof(*n),mem))// #define offset(type,mem) ((size_t) &((type*)0)->mem)
// #define containerof(p,type,mem) ({\
// const typeof(  ((type*)0)->mem ) * _mptr = (p);\
// (type*)((char*)_mptr - offset(type,mem));})
// #define klist_entry(p,type,mem) containerof(p,type,mem)// #define klist_for_each(p,n,head,node)\
// for(p=klist_entry((head)->next,typeof(*p),node),\
//     n=klist_entry(p->node.next,typeof(*p),node);        \
//     &p->node != (head);p=n,n=klist_entry(n->node.next,typeof(*n),node))void klist_init(KLIST* head);
void klist_add_head(KLIST* head,KLIST* newnode);
void klist_add_tail(KLIST* head,KLIST* newnode);
void klist_del(KLIST*prev,KLIST*next);#endif 

3.per.c

#include "./per.h"
#include "klist.h"
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>int add_per(int id,char *name,KLIST* head)
{PER* per = malloc(sizeof(PER));if(NULL == per){perror("add_per malloc\n");return 1;}strcpy(per->name,name);per->id = id;klist_add_tail(head,&per->node);return 0;
}int show_per(KLIST* head)
{PER *p ,*n;klist_for_each(p,n,head,node){printf("%d %s\n",p->id,p->name);}return 0;
}int del_per(KLIST* head,int id)
{PER *p ,*n;klist_for_each(p,n,head,node){//printf("%d %s\n",p->id,p->name);if(p->id == id){klist_del(p->node.prev, p->node.next);free(p);}}return 0;}

4.per.h

#ifndef __PER_H__
#define __PER_H__
#include "./klist.h"
typedef struct 
{int id;char name[40];KLIST node;
} PER;int add_per(int id,char *name,KLIST* head);
int show_per(KLIST* head);
int del_per(KLIST* head,int id);
#endif