PL/I 语言中的线性数据结构实现
PL/I（Programming Language One）是一种高级程序设计语言，它结合了多种编程语言的特性，旨在提供一种通用、高效的编程环境。在PL/I中，线性数据结构如链表、栈和队列是实现数据管理的重要工具。本文将围绕这些主题，探讨在PL/I语言中如何实现这些线性数据结构，并分析其优缺点。
链表
链表概述
链表是一种动态数据结构，由一系列节点组成，每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。链表的主要优点是插入和删除操作效率高，且不依赖于数据的大小。
PL/I 链表实现
以下是一个简单的PL/I链表实现，包括创建链表、插入节点、删除节点和遍历链表的功能。
pl/i
IDENTIFICATION DIVISION.
PROGRAM-ID. LINKED-LIST.
DATA DIVISION.
WORKING-STORAGE SECTION.
01 WS-NODE-DESC PIC X(50).
01 WS-NEXT-NODE USAGE INDEX.
01 WS-LINKED-LIST USAGE INDEX.
01 WS-CURRENT-NODE USAGE INDEX.
PROCEDURE DIVISION.
PERFORM INITIALIZE-LINKED-LIST
PERFORM INSERT-NODE
PERFORM DELETE-NODE
PERFORM PRINT-LINKED-LIST
PERFORM TERMINATE-LINKED-LIST.
INITIALIZE-LINKED-LIST.
SET WS-LINKED-LIST TO 1
SET WS-CURRENT-NODE TO 1
SET WS-NEXT-NODE TO 0.
INSERT-NODE.
ACCEPT WS-NODE-DESC
IF WS-NEXT-NODE = 0
SET WS-NEXT-NODE TO WS-LINKED-LIST
SET WS-LINKED-LIST TO WS-CURRENT-NODE
ELSE
SET WS-NEXT-NODE TO WS-NEXT-NODE + 1
SET WS-LINKED-LIST TO WS-NEXT-NODE
END-IF
SET WS-CURRENT-NODE TO WS-NEXT-NODE.
DELETE-NODE.
IF WS-NEXT-NODE = 0
DISPLAY 'Linked list is empty'
ELSE
SET WS-NEXT-NODE TO WS-NEXT-NODE + 1
SET WS-LINKED-LIST TO WS-NEXT-NODE
END-IF.
PRINT-LINKED-LIST.
IF WS-NEXT-NODE = 0
DISPLAY 'Linked list is empty'
ELSE
SET WS-CURRENT-NODE TO WS-LINKED-LIST
PERFORM UNTIL WS-CURRENT-NODE = 0
DISPLAY WS-NODE-DESC
SET WS-CURRENT-NODE TO WS-NEXT-NODE
END-PERFORM
END-IF.
TERMINATE-LINKED-LIST.
STOP RUN.
链表优缺点
优点：
- 插入和删除操作效率高。
- 动态分配内存，不依赖于数据大小。
缺点：
- 需要额外的内存空间存储指针。
- 难以实现随机访问。
栈
栈概述
栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构，类似于堆叠的盘子。栈的主要操作包括压栈（push）、出栈（pop）和查看栈顶元素（peek）。
PL/I 栈实现
以下是一个简单的PL/I栈实现，包括创建栈、压栈、出栈和查看栈顶元素的功能。
pl/i
IDENTIFICATION DIVISION.
PROGRAM-ID. STACK.
DATA DIVISION.
WORKING-STORAGE SECTION.
01 WS-STACK-DESC PIC X(50).
01 WS-STACK-INDEX USAGE INDEX.
01 WS-STACK-SIZE PIC 9(4) COMP.
01 WS-STACK OCCURS 1000 TIMES
INDEXED BY WS-STACK-INDEX
ASCENDING KEY WS-STACK-DESC.
PROCEDURE DIVISION.
PERFORM INITIALIZE-STACK
PERFORM PUSH
PERFORM POP
PERFORM PEAK
PERFORM TERMINATE-STACK.
INITIALIZE-STACK.
SET WS-STACK-SIZE TO 0.
PUSH.
IF WS-STACK-SIZE 0
SET WS-STACK-SIZE TO WS-STACK-SIZE - 1
SET WS-STACK-INDEX TO WS-STACK-SIZE + 1
ELSE
DISPLAY 'Stack is empty'
END-IF.
PEAK.
IF WS-STACK-SIZE > 0
DISPLAY WS-STACK(WS-STACK-INDEX)
ELSE
DISPLAY 'Stack is empty'
END-IF.
TERMINATE-STACK.
STOP RUN.
栈优缺点
优点：
- 实现简单，易于理解。
- 操作效率高。
缺点：
- 需要预先定义栈的大小。
- 难以实现动态扩展。
队列
队列概述
队列是一种先进先出（FIFO）的数据结构，类似于排队等候的场景。队列的主要操作包括入队（enqueue）、出队（dequeue）和查看队首元素（peek）。
PL/I 队列实现
以下是一个简单的PL/I队列实现，包括创建队列、入队、出队和查看队首元素的功能。
pl/i
IDENTIFICATION DIVISION.
PROGRAM-ID. QUEUE.
DATA DIVISION.
WORKING-STORAGE SECTION.
01 WS-QUEUE-DESC PIC X(50).
01 WS-FRONT USAGE INDEX.
01 WS-REAR USAGE INDEX.
01 WS-QUEUE-SIZE PIC 9(4) COMP.
01 WS-QUEUE OCCURS 1000 TIMES
INDEXED BY WS-FRONT, WS-REAR
ASCENDING KEY WS-QUEUE-DESC.
PROCEDURE DIVISION.
PERFORM INITIALIZE-QUEUE
PERFORM ENQUEUE
PERFORM DEQUEUE
PERFORM PEAK
PERFORM TERMINATE-QUEUE.
INITIALIZE-QUEUE.
SET WS-FRONT TO 1
SET WS-REAR TO 1
SET WS-QUEUE-SIZE TO 0.
ENQUEUE.
IF WS-QUEUE-SIZE 0
SET WS-QUEUE-DESC TO WS-QUEUE(WS-FRONT)
SET WS-FRONT TO WS-FRONT + 1
SET WS-QUEUE-SIZE TO WS-QUEUE-SIZE - 1
ELSE
DISPLAY 'Queue is empty'
END-IF.
PEAK.
IF WS-QUEUE-SIZE > 0
SET WS-QUEUE-DESC TO WS-QUEUE(WS-FRONT)
DISPLAY WS-QUEUE-DESC
ELSE
DISPLAY 'Queue is empty'
END-IF.
TERMINATE-QUEUE.
STOP RUN.
队列优缺点
优点：
- 实现简单，易于理解。
- 操作效率高。
缺点：
- 需要预先定义队列的大小。
- 难以实现动态扩展。
总结
本文介绍了PL/I语言中的线性数据结构，包括链表、栈和队列。通过分析这些数据结构的实现和优缺点，我们可以更好地理解它们在程序设计中的应用。在实际编程中，选择合适的数据结构对于提高程序性能和可维护性至关重要。
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