資料結構學習（C++）——線性鏈式結構總結（代後記）【2】 (轉)

資料結構學習（C++）——線性鏈式結構總結（代後記）【2】 (轉)[@more@]

在開始寫這些文章之前，我曾經有個想法，能不能以單連結串列為基礎，完成所有的線性鏈式結構？實踐證明，是可以的，就像你看到的這樣。我做這個嘗試的起因是，看不慣現在教科書凌亂的結構：羅列了一大堆ADT或者是templat class，好像這些都要你去記似的。殊不知，只有提取共性，突出個性，才能更明顯的表現出各種資料結構的差異，顯示資料結構的進化發展的過程，看出變化的內在需求。借用《C＋＋沉思錄》作者的一句話，“避免重複”。在以後的應用中，你可能需要單獨的寫出一個class——打個比方，為了實現棧，你沒有必要先寫一個線性表，然後再繼承得到棧；但假如你已經有了一個線性表了，你還需要另起爐灶再重寫一個棧嗎？對於一本書來說，本來就是假定讀者在看後面的章節的時候，已經對前面的章節有所瞭解；即使象《C＋＋沉思錄》這樣的從以前發表在雜誌上的文章整理出的書，也能看到循序漸進的影子。如果在後面的章節又把前面的東西重複一遍，我只能認為他是在騙稿費。

我把以前的程式碼總結一下，列表如下（因為我畫不好圖）：

單連結串列（List）

多項式節點

節點

修改部分操作

新增向前指標域

限制操作

多項式

表示式

迴圈連結串列

雙向連結串列

棧和佇列

我們從單連結串列出發，透過對應的變化，得到了綠色的一行。突然之間我覺得自己很可悲，看了100多頁書，最後得到竟然只是這麼一個表。不管怎麼說，這也是我看了這麼多頁書的結晶，讓我們看看能從這表裡得到什麼。

首先，單連結串列是一個容器，他是為了存取資料而存在的。如果裡面存的是多項式的節點，那麼他就是一個多項式；如果裡面存的是表示式節點，那麼他就是一個表示式。這讓我想起了以前曾經困擾我的語義問題：多項式究竟是一個存了多項式節點的單連結串列呢，還是包含了一個存了多項式節點的單連結串列？現在我的想法是，這並不重要，怎麼理解都行。

其次，迴圈連結串列、雙向連結串列、棧和佇列也是容器，只是具體的操作實現或者對外的行為和單連結串列有所差別。但是內在的存取機制是相同的，或者還有更多的地方相同，我們應當最大限度的利用這些相同之處。

上面的提法好像很無聊——他們當然是容器，還用你小子廢話嗎——請注意我下面的問題：陣列是容器嗎？你做過僅針對陣列裡的元素操作的練習嗎？你做過陣列應用的練習嗎？現在請你把陣列換成單連結串列，檢查一下有沒有答案變化了。這真是對大學教育的一個諷刺，我們學完單連結串列，竟然只會插入刪除節點，合併兩個連結串列，將一個單連結串列逆序，等等；我們居然不知道為什麼要學這個，怎樣用他。最終的結果就是，當我們走向工作崗位後，又如獲至寶的捧起這本書，然後用語重心長的口氣對學弟們說：“資料結構很重要，你一定要好好學”。

或許你說這沒什麼，大學裡許多的功課不都是這樣的嗎——臨到用時才發現重要。是的，習慣成自然，但是習慣並不都是好的，我們也並不是一定要“書到用時方恨少”，然而，這並不只是取決於我們的年少“不”輕狂。讓我們回想一下我們的教科書，一章一節，井井有條，絲絲入扣，當然這是寫的好的，其他的就是追求這個目標，畫虎不成反類犬。前面的章節為後面的章節鋪墊，邏輯推理性極強，請不要認為我這是誇那些書，你不覺得和看那些論文一個感覺？你所得到的僅僅是“是什麼”，“我說的是有道理的”；你能看到“為什麼有這些”嗎？

對於論文，我不能要求作者給出他的思維過程，而他寫論文的目的也僅僅是為了告訴別人：“我研究出這個了，你們看，我說的是有道理的”，並且，看他的論文的人也有和他相當的知識構成，我想，現在看我文章的人也不會對哲學論文感興趣（即使你可能會看黑格爾的書，你也決不會對現在那群玄人的夢囈感興趣；正如那群人雖然用寫文章，你想要跟他們說管理，他們也會把耳朵塞起來）。

對於教科書，僅僅用論文的要求來要求，顯然是太低了。首先，書所面對的讀者都是對這門課程一無所知的人——你假設和論文一樣，都有一個基本認識了，我還學你這門課幹什麼，我直接看最新的論文好不好。其次，寫作目的是讓讀者瞭解這門學科，認識這門學科的規律，最終能夠運用這門學科，甚至有所發展。正如學寫字先描紅，不先模仿，怎麼創新呢？如果連現有的結論和成果都不知道來龍去脈，談何再有新的突破呢？

教科書不是論文，當然不能象寫論文那樣來寫，但現在國內的作者好像樂此不疲，就好像不寫得層次嚴謹就不能體現自己功力紮實似的。這也是為什麼越來越多的人選用國外的教科書，即使他們的英文並不好——當然，不少人是藉此學習英文。

正如哲學上講的，只有遵從人類的認知規律，人們才能更容易的認識新事物。但論文的寫作，恰恰是對這個過程的逆向總結——他是和人類的認識過程相反的。而教科書為了達到他傳授知識的目的，就必須遵從人的認知規律，而決不是象論文那樣反其道而行之。

這樣看來，資料結構的書決不應該象現在這樣來寫。從資料結構的發展來看，他是應問題的需要而出現的，併為解決問題而服務。換而言之，對於資料結構的講解，應當把重點放在演算法上面，在各種典型問題上提出新的資料結構；最終得出的認識是，為了特定的問題和演算法，而選用特定的資料結構；為了改進演算法而改進資料結構；為了新的問題和演算法而創造出新的資料結構。而決不是象現在這樣能得出的認識：我學了資料結構能解決什麼問題。乍一看，好像沒什麼差別，但現在這個認識，你不是資料結構的主人，你只是資料結構的奴隸。

最後舉個諷刺性的例子。我最初知道資料結構的時候是高中，那時我只會BASIC，資料結構的概念源自一本名叫《中小學生電腦操作與設計》的書。那本書使用的是GWBASIC，實現了大學教科書裡的資料結構：連結串列、棧、樹、圖。來看看他的目錄：八皇后、迷宮、騎馬遊世界、連結串列和約瑟夫、樹和揹包、一筆畫、追捕罪犯、四種顏色就夠了。——我們甚至在中小學時，用BASIC就可以清楚的有趣的講解資料結構；現在居然讓大學生學完之後，甚至連中小學生的水平都不如。我不知道你怎麼看，但我覺得，至少，我們的教科書應該改變一下寫作的風格了。