1、静态单链表的提出
需要频繁增删数据元素,可以选择单链表,如果数据元素的最大个数是固定的,可能需要一种新的数据结构
单链表的一个缺陷
- 触发条件:长时间使用单链表对象频繁增删数据元素
- 可能结果:堆空间产生大量的内存碎片,导致系统运行缓慢
原因:每增加一个数据元素,都会在堆空间中创建一个数据结点,程序上看没问题,但是在一些系统中,长时间频繁增删堆空间结点,堆空间就可能产生大量内存碎片,直接结果就是系统运行缓慢。
解决方案:设计一种新的线性表
设计思路:在单链表的内部增加一片预留的空间,所有的Node对象都在这篇空间中动态创建和动态销毁

静态单链表需要的只是预留一片固定大小的连续存储空间(栈、堆、全局),不管出处只要是连续的就行,插入数据元素的时候就去这片连续空间中去看,是否有空闲的空间,找到之后就在这个空间中创建Node对象;删除的时候,现在这个内存空间中调用Node对象的析构函数,将这片内存空间标志为可用就行。
除了内存分布的不同,静态单链表和单链表是一样的,从代码上看,只需要更改creat和destory这样个函数就行了,以前操作的是堆空间中内存,现在操作的是那一片连续的内存空间了。
2、静态单链表的继承层次结构

3、静态单链表的实现
实现思路:
- 通过模板定义静态单链表类
StaticLinkList - 在类中定义固定大小的空间
unsigned char[] - 重写
creat和destory函数,改变内存的分配和归还的方式 - 在
Node类中重载operator new操作符,用于在指定内存上创建对象
template <typename T, int N> class StaticLinkList : public LinkList<T> { typedef typename LinkList<T>::Node Node; protected: unsigned char m_space[sizeof(Node) * N]; // 定义内存空间 int m_used; // 状态标记 // 分配内存单元,创建Node对象 Node* create() { Node ret = NULL; // 遍历判断m_used是否可用 for(int i = 0; i < N; i++) { if ( !m_used[i]) // 当前内存可用的时候,就可以用来分配使用了 { ret = reinterpret_cast<Node*>(m_used) + i; // 找到未使用的一个内存空间 // 步长为sizeof(Node) m_used[i] = 1; // 标记使用 break; } } return ret; } void destroy(Node* pn) { } };注意这里会存在一个问题, 由于Node存在着一个泛指类类型成员变量value
struct Node : public Object { T value; // 数据域 Node* next; // 指针域 };