【數據結構】廣義表的默認成員函數、深度、大小、打印

廣義表的定義：

廣義表是非線性的結構，是n個元素的有限序列。

舉例：A=（a,b,(c,d)）

我們先定義它的結構：

（1）它有三種節點，頭節點、值節點、子表節點。

（2）兩種指向下一節點的指針：指向下一值值節點的指針_next，指向子表節點的指針_sublink.

enum Type//用枚舉形式來定義廣義表中三種節點類型
{
    HEAD, //頭類型
    VALUE,//值類型
    SUB,//子表類型
};

struct GeneralizedNode
{
    Type _type;//類型
    GeneralizedNode* _next;//指向下一節點的指針
    union
    {
        int _value;//一個節點下一節點可能是值節點，也可能是子表節點
        GeneralizedNode* _sublink;
    }; 

    GeneralizedNode(Type type)
        :_next(NULL)
        , _type(type)
    {}
    
    GeneralizedNode(Type type,int value)
        :_next(NULL)
        , _type(type)
        , _value(value)
        {}
};

下面，我們來看下實現的代碼：

class Generalized
{
public:
    Generalized()
        :_head(NULL)
    {}

    Generalized(const char* str)
    {
        _head = _CreateList(str);//調用函數創建節點
    }

    Generalized(const Generalized& gr)
    {
        _head = _Copy(gr._head);//調用函數拷貝節點
    }

    Generalized& operator=(const Generalized& gr)
    {
        if (&gr != this)
        {
            _Copy(gr._head);
            _Destroy(_head);
        }
        return *this;
    }

    ~Generalized()
    {
        _Destroy(_head);
    }

    void Print()
    {
        _Print(_head);
    }

    size_t Size()
    {
        return _Size(_head);
    }

    size_t Depth()
    {
        return _Depth(_head);
    }

protected:
    //拷貝廣義表
    GeneralizedNode* _Copy(GeneralizedNode* grhead)
    {
        GeneralizedNode* grcur = grhead;

        GeneralizedNode* newHead = new GeneralizedNode(HEAD);
        GeneralizedNode* newcur = newHead;

        while (grcur)
        {
            if (grcur->_type == VALUE)
            {
                GeneralizedNode* tmp = new GeneralizedNode(VALUE);
                newcur->_next = tmp;
                newcur = newcur->_next;
                newcur->_value = grcur->_value;
            }
            
            else if (grcur->_type == SUB)
            {
                GeneralizedNode* tmp = new GeneralizedNode(SUB);
                newcur->_next = tmp;
                newcur = newcur->_next;
                newcur->_sublink = _Copy(grcur->_sublink);
            }
            grcur = grcur->_next;
        }
        newcur = NULL;
        return newHead;
    }

    //釋放廣義表
    void _Destroy(GeneralizedNode* head)
    {
        GeneralizedNode* cur = head;
        while (cur)
        {
            GeneralizedNode* del = cur;
            cur = cur->_next;
            if (del->_type == SUB)
            {
                _Destroy(del->_sublink);
            }
            else
            {
                delete del;
                del = NULL;
            }
        }
    }

    //打印
    void _Print(GeneralizedNode* head)
    {    
        GeneralizedNode* cur = head;
        while (cur)
        {
            if (cur->_type == HEAD)
            {
                cout << "(";
            }
            else if (cur->_type == VALUE)
            {
                cout << (char)(cur->_value);
                if (cur->_next)
                {
                    cout << ",";
                }
            }
            else if (cur->_type == SUB)
            {
                _Print(cur->_sublink);
                if (cur->_next)
                {
                    cout << ",";
                }
            }
            cur = cur->_next;
        }
        cout << ")";        
    }

    //判斷是否是值
    bool _IsValue(const char* str)
    {
        if (*str > 0 && *str<9
            || *str>'a' && *str<'z'
            || *str>'A' && *str < 'Z')
        {
            return true;
        }
        else
        {
            return false;
        }
    }

    //創建節點
    GeneralizedNode* _CreateList(const char* str)
    {
        assert(*str=='(');
        ++str;
        GeneralizedNode* head = new GeneralizedNode(HEAD);
        GeneralizedNode* cur = head;
        while (cur)
        {
            if (_IsValue(str))
            {
                 cur->_next = new GeneralizedNode(VALUE,*str);
                cur = cur->_next;
                str++;
            }
            else if (*str == '(')
            {
                GeneralizedNode* SubNode = new GeneralizedNode(SUB);
                cur->_next = SubNode;
                cur = cur->_next;
                SubNode->_sublink = _CreateList(str);
                str++;
            }
            else if (*str == ')')
            {
                str++;
                return head;
            }
            else
            {
                str++;
            }
        }
        cout << "廣義表出錯！" << endl;
        assert(false);
        return head;
    }

    //大小（值節點數）
    size_t _Size(GeneralizedNode* head)
    {
        GeneralizedNode* cur = head;
        size_t size = 0;
        while (cur)
        {
            if (cur->_type == VALUE)
            {
                size++;
            }
            else if (cur->_type == SUB)
            {
                size += _Size(cur->_sublink);
            }
            cur = cur->_next;
        }
        return size;
    }

    //深度
    size_t _Depth(GeneralizedNode* head)
    {
        size_t depth = 1;
        GeneralizedNode* cur = head;
        while (cur)
        {
            if (cur->_type == SUB)
            {
                size_t curdepth = _Depth(cur->_sublink);
    
                if (curdepth + 1 > depth)
                {
                    depth = curdepth + 1;
                }
            }
            cur = cur->_next;
        }
        return depth;
    }

private:
    GeneralizedNode* _head;
};

void Test()
{
    Generalized gr1("()");
    Generalized gr2("(a,b,(c,d))");
    Generalized gr3("(a,b,(c,(d),e))");
    Generalized gr4(gr3);
    gr1.Print();
    cout << endl;
    gr2.Print();
    cout << endl;

    gr3.Print();
    cout << endl;

    gr4.Print();
    cout << endl;

    size_t size = gr4.Size();
    cout << "gr4大小："<<size << endl;
    int depth = gr4.Depth();
    cout << "gr4深度:" << depth << endl;
}

int main()
{
    Test();
    system("pause");
    return 0;
}