顺序表？？

1.引入：首先需要了解数据结构的作用：是计算机存储、组织数据的方式。就比如之前学的数组，就是一种基础的数据结构。通过数组，就可以去维护很多个同类型的数据，实现增加删除等的功能，这样就可以有效管理这些数据。本节所讲的顺序表，它的底层就是数组。虽然底层是数组，但是顺序表提供了很多现成的方法，功能更加完善。顺序表是线性表的一种，线性表是某一类具有相同特性的数据结构的集合。

（1）线性表：主要在两个方面有相同的特性，一个是物理结构，一个是逻辑结构。什么是物理结构呢？例如有一个arr的数组，有十个连续的空间，里面放有元素，每个元素都有自己的地址，称为物理地址，物理结构就是数据在内存中存储时它的结构是物理的。物理结构主要是考察数据在内存中存储是什么样子。在线性表里，物理结构不一定连续。那么什么是逻辑结构？就比如这个数组，去arr+1就可以访问第二个数据，+2就可以访问第三个数据，就像是用线串起来一样，这样就是在逻辑结构上顺序。线性表在物理结构上不一定连续，但是在逻辑结构当中一定连续。

（2）顺序表的特性：物理结构和顺序结构都是连续的。

2.顺序表分类：（1）底层是数组，就可以利用数组去实现顺序表，这样就是一个静态顺序表。数据结构，有数据还要有结构，所以要用结构把这个数组分装起来，就有：

struct SeqList
{
    int arr[100];
};

申请了一百个空间，但是可能不是每个都用，所以需要一个新的整型变量来记录当前的有效数据的个数。就可以：

struct SeqList
{
    int arr[100];//定长数组
    int size;//有效数据个数
};     这样就是一个静态的顺序表了。

有静态就有动态，利用指针去开辟一块空间，再利用动态内存管理的函数来实现动态的开辟，但是需要一个新的变量记录当前数组已经动态申请到的空间大小。

struct SeqList
{
    int* arr;
    int size;//有效数据个数
    int capacity;//空间大小
};

显而易见，动态的更好。

3.实操：利用vs实现一个顺序表。在实现的时候，主要分为两个文件，一个是头文件，用于声明，用于实现顺序表，另外一个文件是.c文件，用于实现顺序表。最后还要一个.c文件，用于测试。

在定义数据的过程中，假如现在用的是整型来定义变量，未来可能需要存放其他类型的数据，这时候修改就很麻烦，就可以使用typedef来重命名int方便未来修改。同时，也可也使用typedef来重命名结构体变量。

//定义顺序表的结构//动态顺序表：
typedef int SLDateType;
typedef struct SeqList
{SLDateType* arr;int size;//当前有效数据个数int capacity;//空间大小
}SL;

接下来就是对顺序表的初始化。首先声明一个初始化顺序表的函数，然后传结构体的地址。函数声明好了，那么就在SeqList.c里面实现。如果不是传址而是传值的话，最后那个结构体变量是不会被初始化的。将结构体初始化之后再在test.c里面测试一下，就有：

#include "SeqList.h"
void SLInit(SL* ps)
{ps->arr = NULL;ps->size = ps->capacity = 0;
}
#include "SeqList.h"void SLTest01()
{SL s1;SLInit(&s1);
}int main()
{SLTest01();return 0;
}

调试一下：

有初始化就有销毁，销毁的内容是数组里面的空间，把它释放掉。然后里面那两个整型在使用过程中也可能会变成其他整数，就可以给它重新赋值为0。

void SLDestroy(SL* ps)
{if (ps->arr){free(ps->arr);}ps->arr = NULL;ps->capacity = ps->size = 0;
}

中间还有一些对顺序表增删查改的操作，首先进行顺序表的插入：可以分为头部插入和尾部插入，这时候就需要传结构体的地址过去，才可以找到这个数组，然后插入的数据是和原有的这些数据是一样的，所以要传这个想要插入的数据，而且这个数据的类型是要和里面的数据是一样的，就是前面的int重命名SLDateType。而且增加一个数据，结构体内的其他两个变量就得++。

插入时，指针指向结构体首元素地址，即arr，然后需要插入到arr里面的目标值，就需要利用size变量，如果是要在最末尾插入，当指针指向arr里面第size个元素时就可以进行插入了。但是插入之前还得看空间够不够。就是你得保证你是有空间可以插入的，所以这时候就需要申请空间了，就得用动态内存管理。判断空间不够用的条件：假如size和capacity的大小相等，就说明空间不够用了。

首先看一下尾插操作：空间不够的话需要申请空间，就需要增容，涉及到增容就需使用rellac函数。那么问题来了，一次增容多大的空间？增容不能一次一次增容，这样会造成性能低下的问题，一次性给很多空间也不行，这样容易造成空间的浪费。所以一般最好是一次增容原来的两倍或者三倍。所以realloc传的值就可以是realloc(ps->arr, ps->capacity * 2 * sizeof(SLDateType));  但是capacity的值是0，所以在此之前还需要做点小操作去让这个值不为0，就可以用三目操作符。使用完之后就把realloc得到的空间传给arr，arr是个指针，类型是SLDateType*，所以需要在realloc前面强制类型转换为SLDateType*。但是可能会申请内存空间失败，导致原来的数据和空间都没了（因为失败会传空指针），所以最好先给一个临时的指针变量然后再去判断并赋值。完成这些铺垫之后就可以插入数据了。特别注意，三目操作符的写法：int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->capacity; 注意是==号。

//尾插：
void SLPushBack(SL* ps, SLDateType x)
{//插入数据之前得看空间够不够if (ps->capacity == ps->size){//申请空间int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->capacity;SLDateType* tmp = (SLDateType*)realloc(ps->arr, newCapacity * sizeof(SLDateType));if (tmp == NULL)//空间申请失败{perror("realloc fail!");exit(1);//直接退出程序，不再继续执行。}//空间申请成功：ps->arr = tmp;ps->capacity = newCapacity;}ps->arr[ps->size++] = x;
}

 但是如果用户传了一个空指针给插入函数的话，程序会出错，于是可以加一个assert断言：

//尾插：
void SLPushBack(SL* ps, SLDateType x)
{assert(ps);//等价于assert(ps!=NULL)//插入数据之前得看空间够不够if (ps->capacity == ps->size){//申请空间int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->capacity;SLDateType* tmp = (SLDateType*)realloc(ps->arr, newCapacity * sizeof(SLDateType));if (tmp == NULL)//空间申请失败{perror("realloc fail!");exit(1);//直接退出程序，不再继续执行。}//空间申请成功：ps->arr = tmp;ps->capacity = newCapacity;}ps->arr[ps->size++] = x;
}

接下来是头插操作，将数据插入到开头，首先判断空间是否足够，再把所有数字向后移动。既然都要判断空间够不够，那么就可以把这个判断的方法封装为一个函数。

接下来就是数据的整体挪动了，要把数据整体挪动后一位，所有需要使用循环语句，从arr[size]开始，最后是arr[0] 挪动到arr[1]的位置，所以循环的条件i必须大于0。最后就有：

void SLCheckCapacity(SL* ps)
{//插入数据之前得看空间够不够if (ps->capacity == ps->size){//申请空间int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->capacity;SLDateType* tmp = (SLDateType*)realloc(ps->arr, newCapacity * sizeof(SLDateType));if (tmp == NULL)//空间申请失败{perror("realloc fail!");exit(1);//直接退出程序，不再继续执行。}//空间申请成功：ps->arr = tmp;ps->capacity = newCapacity;}
}
//头插：
void SLPushFront(SL* ps, SLDateType x)
{assert(ps);//等价于assert(ps!=NULL)SLCheckCapacity(ps);//先让顺序表中的已有数据整体往后挪动一位for (int i = ps->size; i > 0; i--){ps->arr[i] = ps->arr[i - 1];}ps->arr[0] = x;ps->size++;
}

接下来就是删除数据，删除数据并不需要插入，所以只需要把那个顺序表的地址传过去就可以了。于是删除的函数就只需要一个参数。首先看到尾删，删除完数据size减少。还得判断顺序表是否为空，为空不能执行删除。删除的操作只需要把size直接--就行了。

//尾删：
void SLPopBack(SL* ps)
{assert(ps);assert(ps->size);ps->size--;
}

最后使用打印一下：

void SLPrint(SL* ps)
{for (int i = 0; i < ps->size; i++){printf("%d ", ps->arr[i]);}printf("\n");
}
void SLTest01()
{SL sl;SLInit(&sl);//增删查改：SLPushBack(&sl, 1);SLPushBack(&sl, 2);SLPushBack(&sl, 3);SLPushBack(&sl, 4);SLPushBack(&sl, 5);//SLPushBack(NULL, 6);/*SLPushFront(&sl, 1);SLPushFront(&sl, 2);SLPushFront(&sl, 3);SLPushFront(&sl, 4); SLPushFront(&sl, 5);SLPushFront(&sl, 6);*/SLPopBack(&sl);SLPrint(&sl);SLPopBack(&sl);SLPrint(&sl);SLPopBack(&sl);SLPrint(&sl);SLPopBack(&sl);SLPrint(&sl);SLDestroy(&sl);
}
int main()
{SLTest01();return 0;
}

接下来就是头删，删除第一个数据然后数据向前挪。size-1的部分挪到size-2的位置，所以要循环，i就要小于size-1，最后记得size--。

//头删：
void SLPopFront(SL* ps)
{assert(ps);assert(ps->size);for (int i = 0; i < ps->size; i++){ps->arr[i] = ps->arr[i + 1];}ps->size--;
}
void SLTest01()
{SL sl;SLInit(&sl);//增删查改：SLPushBack(&sl, 1);SLPushBack(&sl, 2);SLPushBack(&sl, 3);SLPushBack(&sl, 4);SLPushBack(&sl, 5);//SLPushBack(NULL, 6);/*SLPushFront(&sl, 1);SLPushFront(&sl, 2);SLPushFront(&sl, 3);SLPushFront(&sl, 4); SLPushFront(&sl, 5);SLPushFront(&sl, 6);*/SLPopFront(&sl);SLPrint(&sl);SLPopFront(&sl);SLPrint(&sl);SLPopFront(&sl);SLPrint(&sl);SLPopFront(&sl);SLPrint(&sl);SLDestroy(&sl);
}

接下来介绍指定位置的插入与删除：首先是指定位置前，这一次需要多加一个变量pos，用来确定要插入的位置。然后函数主体部分首先要有一个断言，不能传空指针，pos是指定的位置，不能是负数也不能比size大，但是可以=size，因为是指定位置前，在最后一个数据的下一位之前就是尾插操作了，所有可以=size。接下来就是插入和移动了，在指定位置插入时，这个位置还有其后面的数据都要向后去挪动一位，于是还得判断空间够不够，最后size++。挪动部分，需要循环，i从size开始，然后arr[i]=arr[i-1]，然后i--，但是i不能够到达pos的位置，于是循环条件是i>pos，挪动结束后把数据赋值给arr[pos]。于是就有：

//指定位置前插入：
void SLInsert(SL* ps, int pos, SLDateType x)
{assert(ps);assert(pos >= 0 && pos <= ps->size);//插入数据，空间是否足够？SLCheckCapacity(ps);//挪动：for (int i = ps->size; i > pos; i--){ps->arr[i] = ps->arr[i - 1];}ps->arr[pos] = x;ps->size++;
}

测试打印一下：

#include "SeqList.h"
void SLTest02()
{SL sl;SLInit(&sl);SLPushBack(&sl, 1);SLPushBack(&sl, 2);SLPushBack(&sl, 3);SLPushBack(&sl, 4);SLPushBack(&sl, 5);//指定位置插入：SLInsert(&sl, 5, 17);SLInsert(&sl, 3, 25);SLPrint(&sl);SLDestroy(&sl);
}
int main()
{SLTest02();return 0;
}

 接下来是删除指定位置的数据：断言与前面一样，但是pos的限制条件不能=size，size位置是没有数据的。找到指定位置之后就要往前挪，就需要循环，循环条件是i<size-1，最后size要--。于是就有：

//删除指定位置数据
void SLErase(SL* ps, int pos)
{assert(ps);assert(pos >= 0 && pos <= ps->size);for (int i = pos; i < ps->size - 1 ; i++){ps->arr[i] = ps->arr[i + 1];}ps->size--;
}

测试一下： 

#include "SeqList.h"
void SLTest02()
{SL sl;SLInit(&sl);SLPushBack(&sl, 1);SLPushBack(&sl, 2);SLPushBack(&sl, 3);SLPushBack(&sl, 4);SLPushBack(&sl, 5);//指定位置插入：/*SLInsert(&sl, 5, 17);SLInsert(&sl, 3, 25);*/SLErase(&sl, 5);SLErase(&sl, 3);SLPrint(&sl);SLDestroy(&sl);
}
int main()
{SLTest02();return 0;
}

最后就是顺序表的查找，查找相应的数据，返回对应下标位置。

//查找：
int SLFind(SL* ps, SLDateType x)
{assert(ps);for (int i = 0; i < ps->size; i++){if (ps->arr[i] == x){//找到了：return i;}}//没有找到：return -1;
}

测试一下：

#include "SeqList.h"
void SLTest02()
{SL sl;SLInit(&sl);SLPushBack(&sl, 1);SLPushBack(&sl, 2);SLPushBack(&sl, 3);SLPushBack(&sl, 4);SLPushBack(&sl, 5);//指定位置插入：/*SLInsert(&sl, 5, 17);SLInsert(&sl, 3, 25);*//*SLErase(&sl, 5);SLErase(&sl, 3);*/SLPrint(&sl);int Find = SLFind(&sl, 2);if (Find < 0){printf("没有找到\n");}else printf("找到了，下标为：%d\n", Find);SLDestroy(&sl);
}
int main()
{SLTest02();return 0;
}

 综上：将全部代码串起来：

头文件SeqList.h:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
//定义顺序表的结构//动态顺序表：
typedef int SLDateType;
typedef struct SeqList
{SLDateType* arr;int size;//当前有效数据个数int capacity;//空间大小
}SL;//初始化：
void SLInit(SL* ps);//插入与删除
void SLPushFront(SL* ps, SLDateType x);//头部插入
void SLPushBack(SL* ps, SLDateType x);//尾部插入
void SLPopFront(SL* ps);//头部删除
void SLPopBack(SL* ps);//尾部删除
void SLInsert(SL* ps, int pos, SLDateType x);//指定位置前插入数据
void SLErase(SL* ps, int pos);//指定位置删除//查找：
int SLFind(SL* ps, SLDateType x);
//销毁：
void SLDestroy(SL* ps);

函数源文件SeqList.c：

#include "SeqList.h"//初始化：
void SLInit(SL* ps)
{ps->arr = NULL;ps->size = ps->capacity = 0;
}void SLCheckCapacity(SL* ps)
{//插入数据之前得看空间够不够if (ps->capacity == ps->size){//申请空间int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->capacity;SLDateType* tmp = (SLDateType*)realloc(ps->arr, newCapacity * sizeof(SLDateType));if (tmp == NULL)//空间申请失败{perror("realloc fail!");exit(1);//直接退出程序，不再继续执行。}//空间申请成功：ps->arr = tmp;ps->capacity = newCapacity;}
}
//尾插：
void SLPushBack(SL* ps, SLDateType x)
{assert(ps);//等价于assert(ps!=NULL)SLCheckCapacity(ps);ps->arr[ps->size++] = x;
}
//头插：
void SLPushFront(SL* ps, SLDateType x)
{assert(ps);//等价于assert(ps!=NULL)SLCheckCapacity(ps);//先让顺序表中的已有数据整体往后挪动一位for (int i = ps->size; i > 0; i--){ps->arr[i] = ps->arr[i - 1];}ps->arr[0] = x;ps->size++;
}
//尾删：
void SLPopBack(SL* ps)
{assert(ps);assert(ps->size);ps->size--;
}
//头删：
void SLPopFront(SL* ps)
{assert(ps);assert(ps->size);for (int i = 0; i < ps->size; i++){ps->arr[i] = ps->arr[i + 1];}ps->size--;
}
//指定位置前插入：
void SLInsert(SL* ps, int pos, SLDateType x)
{assert(ps);assert(pos >= 0 && pos <= ps->size);//插入数据，空间是否足够？SLCheckCapacity(ps);//挪动：for (int i = ps->size; i > pos; i--){ps->arr[i] = ps->arr[i - 1];}ps->arr[pos] = x;ps->size++;
}
//删除指定位置数据
void SLErase(SL* ps, int pos)
{assert(ps);assert(pos >= 0 && pos <= ps->size);for (int i = pos; i < ps->size - 1 ; i++){ps->arr[i] = ps->arr[i + 1];}ps->size--;
}
//查找：
int SLFind(SL* ps, SLDateType x)
{assert(ps);for (int i = 0; i < ps->size; i++){if (ps->arr[i] == x){//找到了：return i;}}//没有找到：return -1;
}
//打印：
void SLPrint(SL* ps)
{for (int i = 0; i < ps->size; i++){printf("%d ", ps->arr[i]);}printf("\n");
}//销毁：
void SLDestroy(SL* ps)
{if (ps->arr){free(ps->arr);}ps->arr = NULL;ps->capacity = ps->size = 0;
}

测试文件test.c：

#include "SeqList.h"void SLTest01()
{SL sl;SLInit(&sl);//增删查改：SLPushBack(&sl, 1);SLPushBack(&sl, 2);SLPushBack(&sl, 3);SLPushBack(&sl, 4);SLPushBack(&sl, 5);//SLPushBack(NULL, 6);/*SLPushFront(&sl, 1);SLPushFront(&sl, 2);SLPushFront(&sl, 3);SLPushFront(&sl, 4); SLPushFront(&sl, 5);SLPushFront(&sl, 6);*/SLPopFront(&sl);SLPrint(&sl);SLPopFront(&sl);SLPrint(&sl);SLPopFront(&sl);SLPrint(&sl);SLPopFront(&sl);SLPrint(&sl);SLDestroy(&sl);
}
void SLTest02()
{SL sl;SLInit(&sl);SLPushBack(&sl, 1);SLPushBack(&sl, 2);SLPushBack(&sl, 3);SLPushBack(&sl, 4);SLPushBack(&sl, 5);//指定位置插入：/*SLInsert(&sl, 5, 17);SLInsert(&sl, 3, 25);*//*SLErase(&sl, 5);SLErase(&sl, 3);*/SLPrint(&sl);int Find = SLFind(&sl, 2);if (Find < 0){printf("没有找到\n");}else printf("找到了，下标为：%d\n", Find);SLDestroy(&sl);
}
int main()
{SLTest02();return 0;
}

以上就是本节顺序表的全部内容了。

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