顺序表基本操作全面解析

文章目录

  • 1.线性表
  • 2.顺序表分类
    • 2.1 静态顺序表
    • 2.2 动态顺序表
  • 3. 顺序表各接口实现
    • 1. 定义结构体`(Seqlist)`
    • 2. 结构体初始化`(SLInit)`
    • 3.检查容量 `(SLCheckCapacity)`
    • 4.打印数据 `(SLPrintf)`
    • 5.插入操作
      • 5.1 从数据头部插入`(SLPushFront)`
      • 5.2 从数据尾部插入`(SLPushBack)`
      • 5.3 从任意下标位置的插入`(SLInsert)`
    • 6.删除操作
      • 6.1 从数据头部删除`(SLPopFront)`
      • 6.2 从数据尾部删除`(SLPopBack)`
      • 6.3 从任意下标位置的删除`(SLErase)`
    • 7 销毁操作 `(SLDestroy)`
  • 4.完整代码
    • 4.1 SeqList.h文件
    • 4.2 SeqList.c文件
    • 4.3 Test.c文件

1.线性表

1.线性表（linear list）是n个具有相同特性的数据元素的有限序列。 线性表是⼀种在实际中广泛使用的数据结构，常见的线性表：顺序表、链表、栈、队列、字符串
2.线性表在逻辑上是线性结构，也就说是连续的⼀条直线。但是在物理结构上并不一定是连续的，线性表在物理上存储时，通常以数组和链式结构的形式存储。

案例：蔬菜分为绿叶类、瓜类、菌菇类。线性表指的是具有部分相同特性的一类数据结构的集合

2.顺序表分类

顺序表和数组的区别：
顺序表的底层结构是数组，对数组的封装，实现了常用的增删改查等接口

2.1 静态顺序表

静态顺序表概念：使用定长数组存储元素
缺点是定义空间小了不够用，定义大了浪费，不好把控。

在这里插入图片描述

2.2 动态顺序表

动态顺序表概念：使用动态开辟的数组存储。
动态顺序表 根据自己的需求调整大小，
在这里插入图片描述

3. 顺序表各接口实现

首先建立3个文件
1.SeqList.h头文件,用来声明函数
2.SeqList.c文件，用来定义函数
3.Test.c文件，用来测试函数

静态顺序表只适用于确定知道需要存多少数据的场景。静态顺序表的定长数组导致N定大了，空间开多了浪费，开少了不够用。所以现实中基本都是使用动态顺序表，根据需要动态的分配空间大小，所以下面我们实现动态顺序表。

1. 定义结构体(Seqlist)

在SeqList.h头文件中

typedef int SLDataType;typedef struct Seqlist
{SLDataType* a;int size;       // 有效数据int capacity;   // 空间容量
}SL;

2. 结构体初始化(SLInit)

注意下述代码皆是：
在SeqList.h头文件中定义函数
在SeqList.c文件中实现函数
在Test.c文件中测试函数

SeqList.h文件中
定义函数：
在这里插入图片描述
SeqList.c文件中
实现函数：

 void SLInit(SL *ps)     // 数据表初始化
{assert(ps);ps->a = NULL;ps->size = 0;ps->capacity = 0;
}

Test.c文件中
测试函数：

int main()
{SL s1;SLInit(&s1);return 0;
}

调试结果：
在这里插入图片描述

3.检查容量 (SLCheckCapacity)

定义函数：
在这里插入图片描述
实现函数：

void SLCheckCapacity(SL* ps)  // 检查内存是否足够，不够就扩容。
{//一般情况为了避免频繁插入数据而增容，或者一下开辟很大的空间，我们一般是每次增容2倍assert(ps);if (ps->size == ps->capacity){int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity * 2;SLDataType* tmp = (SLDataType*)realloc(ps->a, sizeof(SLDataType) * newCapacity);if (tmp == NULL){perror("realloc fail");return;}ps->a = tmp;ps->capacity = newCapacity;}
}

测试函数：

int main()
{SL s1;SLInit(&s1);SLCheckCapacity(&s1);return 0;
}

调试结果：
在这里插入图片描述

4.打印数据 (SLPrintf)

定义函数：
在这里插入图片描述
实现函数：

void SLPrintf(SL* ps)   // 数据表打印
{assert(ps);for (int i = 0; i < ps->size; i++){printf("%d ", ps->a[i]);}printf("\n");
}

5.插入操作

5.1 从数据头部插入(SLPushFront)

定义函数：
在这里插入图片描述
实现函数：

void SLPushFront(SL* ps, SLDataType x)  // 头插
{assert(ps);SLCheckCapacity(ps);int end = ps->size - 1;while (end >= 0){ps->a[end + 1] = ps->a[end];end--;}ps->a[0] = x;ps->size++;
}

动图解析：
在这里插入图片描述

测试函数结果：
在这里插入图片描述

5.2 从数据尾部插入(SLPushBack)

定义函数：
在这里插入图片描述
实现函数：

void SLPushBack(SL* ps, SLDataType x)   // 尾插
{assert(ps);SLCheckCapacity(ps);ps->a[ps->size++] = x;
}

动图解析：
在这里插入图片描述

测试函数结果：
在这里插入图片描述

5.3 从任意下标位置的插入(SLInsert)

定义函数：
在这里插入图片描述

实现函数：

void SLInsert(SL* ps, int pos, SLDataType x)  // 任意下标位置的插入
{assert(ps);assert(pos >= 0 && pos <= ps->size);SLCheckCapacity(ps);int end = ps->size - 1;while (end >= pos){ps->a[end + 1] = ps->a[end];end--;}ps->a[pos] = x;ps->size++;
}

动图解析：
在这里插入图片描述

测试函数结果：
在这里插入图片描述

6.删除操作

6.1 从数据头部删除(SLPopFront)

定义函数：
在这里插入图片描述

实现函数：

void SLPopFront(SL* ps) // 头删
{assert(ps);assert(ps->size>0);int begin = 1;while (begin < ps->size){ps->a[begin - 1] = ps->a[begin];begin++;}ps->size--;
}

动图解析：
在这里插入图片描述

测试函数结果：
在这里插入图片描述

6.2 从数据尾部删除(SLPopBack)

定义函数：
在这里插入图片描述
实现函数：

void SLPopBack(SL* ps)  // 尾删
{assert(ps);assert(ps->size>0);ps->size--;
}

动图解析：
在这里插入图片描述

测试函数结果：
在这里插入图片描述

6.3 从任意下标位置的删除(SLErase)

定义函数：
在这里插入图片描述

实现函数：

void SLErase(SL* ps, int pos)    // 任意下标位置的删除
{assert(ps);assert(pos >= 0 && pos < ps->size);   // 这里删除不能用等于ps->size,ps->size看作下标的话相当于下标的最后一个位置+1int begin = pos + 1;while (begin < ps->size){ps->a[begin - 1] = ps->a[begin];begin++;}ps->size--;
}

动图解析：
在这里插入图片描述

测试函数结果：
在这里插入图片描述

7 销毁操作 (SLDestroy)

定义函数：
在这里插入图片描述

实现函数：

void SLDestroy(SL* ps)  // 数据表销毁
{assert(ps);if (ps->a != NULL){free(ps->a);ps->a = NULL;ps->size = 0;ps->capacity = 0;}
}

在这里插入图片描述

4.完整代码

4.1 SeqList.h文件

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
typedef int SLDataType;typedef struct Seqlist
{SLDataType* a;int size;       // 有效数据int capacity;   // 空间容量
}SL;void SLInit(SL *ps);    // 数据表初始化
void SLDestroy(SL *ps); // 数据表销毁void SLPushFront(SL* ps, SLDataType x); // 头插
void SLPushBack(SL *ps ,SLDataType x);  // 尾插void SLPopFront(SL* ps);  // 头删
void SLPopBack(SL* ps);   // 尾删void SLCheckCapacity(SL* ps); // 检查内存是否足够，不够就扩容。
void SLPrintf(SL* ps);  // 数据表打印void SLInsert(SL* ps, int pos, SLDataType x);  //任意下标位置的插入
void SLErase(SL* ps, int pos);  //任意下标位置的删除

4.2 SeqList.c文件

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"SeqList.h"void SLCheckCapacity(SL* ps)  // 检查内存是否足够，不够就扩容。
{assert(ps);if (ps->size == ps->capacity){int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity * 2;SLDataType* tmp = (SLDataType*)realloc(ps->a, sizeof(SLDataType) * newCapacity);if (tmp == NULL){perror("realloc fail");return;}ps->a = tmp;ps->capacity = newCapacity;}
}void SLPrintf(SL* ps)   // 数据表打印
{assert(ps);for (int i = 0; i < ps->size; i++){printf("%d ", ps->a[i]);}printf("\n");
}void SLInit(SL *ps)     // 数据表初始化
{assert(ps);ps->a = NULL;ps->size = 0;ps->capacity = 0;
}void SLDestroy(SL* ps)  // 数据表销毁
{assert(ps);if (ps->a != NULL){free(ps->a);ps->a = NULL;ps->size = 0;ps->capacity = 0;}
}void SLPushFront(SL* ps, SLDataType x)  // 头插
{assert(ps);SLCheckCapacity(ps);int end = ps->size - 1;while (end >= 0){ps->a[end + 1] = ps->a[end];end--;}ps->a[0] = x;ps->size++;
}void SLPushBack(SL* ps, SLDataType x)   // 尾插
{assert(ps);SLCheckCapacity(ps);ps->a[ps->size++] = x;
}void SLPopFront(SL* ps) // 头删
{assert(ps);assert(ps->size > 0);int begin = 1;while (begin < ps->size){ps->a[begin - 1] = ps->a[begin];begin++;}ps->size--;
}void SLPopBack(SL* ps)  // 尾删
{assert(ps);assert(ps->size>0);ps->size--;
}// pos是下标
void SLInsert(SL* ps, int pos, SLDataType x)  // 任意下标位置的插入
{assert(ps);assert(pos >= 0 && pos <= ps->size);SLCheckCapacity(ps);int end = ps->size - 1;while (end >= pos){ps->a[end + 1] = ps->a[end];end--;}ps->a[pos] = x;ps->size++;
}void SLErase(SL* ps, int pos)    // 任意下标位置的删除
{assert(ps);assert(pos >= 0 && pos < ps->size);   // 这里删除不能用等于ps->size,ps->size看作下标的话相当于下标的最后一个位置+1int begin = pos + 1;while (begin < ps->size){ps->a[begin - 1] = ps->a[begin];begin++;}ps->size--;
}

4.3 Test.c文件

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"SeqList.h"void TestSL1()  // 头插,尾插
{printf("TestSL1:\n");SL s1;SLInit(&s1);SLPushFront(&s1, 10);SLPushBack(&s1, 30);SLPrintf(&s1);  
}void TestSL2()  // 头删,尾删
{printf("TestSL2:\n");SL s1;SLInit(&s1);SLPushFront(&s1, 10);SLPushBack(&s1, 30);SLPushFront(&s1, 10);SLPushBack(&s1, 30);SLPrintf(&s1);SLPopBack(&s1);SLPopFront(&s1);SLPrintf(&s1);
}void TestSL3()//任意下标位置的插入,删除测试
{printf("TestSL3:\n");SL s1;SLInit(&s1);SLPushFront(&s1, 10);SLPushBack(&s1, 30);SLPrintf(&s1);SLInsert(&s1, 1, 520);SLPrintf(&s1);SLErase(&s1, 2);SLPrintf(&s1);
}int main()
{TestSL1();TestSL2();TestSL3();
}

运行结果如下：
在这里插入图片描述

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