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1.线性表
2.顺序表
2.1概念及结构
2.2接口实现
1.顺序表的动态存储
2.顺序表初始化
3.顺序表销毁
4.顺序表增容
5.顺序表头插
6.顺序表尾插
7.顺序表头删
8.顺序表尾删
9.顺序表打印
10.顺序表在任意下标位置插入数据
11.顺序表删除任意下标位置的值
12.顺序表查找
2.3菜单
3.源码
1.线性表
- 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,常见的线性表有:顺序表、链表、栈、队列、字符串...
- 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。
2.顺序表
2.1概念及结构
顺序表是一种线性表的实现方式,它通过一段物理地址连续的存储单元依次存储数据元素,数据元素之间的逻辑关系通过元素在内存中的相对位置来表示,一般情况下采用数组存储。在数组上完成数据的增删查改。
顺序表简单来说就是一个数组,它和数组的唯一区别就是里边的数据只能从头开始连续存储。
🌵顺序表一般可以分为:
1.静态顺序表:使用定长数组存储元素
2.动态顺序表:使用动态开辟的数组存储元素
2.2接口实现
静态顺序表只适用于确定知道需要存储数据的场景。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.顺序表的动态存储
要实现动态的顺序表,我们首先得有一个指向数组的指针,因为内存是malloc或者realloc出来的。还得有一个size,知道到底存了多少个数据,以及得有一个capacity,用来记录空间容量。
typedef int SLDataType;typedef struct SeqList
{assert(psl);SLDataType* arr; //指向动态开辟的数组int size; //有效数据个数,看作下标时,它指向最后一个数据的下一个位置int capacity; //空间容量
}SeqList;
2.顺序表初始化
因为形参是实参的一份临时拷贝,改变形参的值不会影响实参,所以传值的时候要传地址,形参用指针接收。
//顺序表初始化
void SeqListInit(SeqList* psl)
{assert(psl);psl->arr = NULL;psl->size = 0;psl->capacity = 0;
}
3.顺序表销毁
//顺序表销毁
void SeqListDestory(SeqList* psl)
{assert(psl);if (psl->arr != NULL){free(psl->arr);psl->arr = NULL;psl->size = 0;psl->capacity = 0;}
}
4.顺序表增容
即检查空间,如果满了,就进行增容。因为头插和尾插都需要增容,所以我们把它成一个公共的函数,方便管理。 关于动态内存开辟有不清楚的铁子们可以看这篇博客:动态内存管理详解
//增容
void SeqListCheckCapacity(SeqList* psl)
{assert(psl);if (psl->size == psl->capacity){int newCapacity = psl->capacity == 0 ? 4 : psl->capacity * 2;//防止扩容失败将原来的空间给覆盖掉,所以用一个临时变量来接收SLDataType* tmp = (SLDataType*)realloc(psl->arr, sizeof(SLDataType) * newCapacity);if (tmp == NULL){perror("realloc");return;}psl->arr = tmp;psl->capacity = newCapacity;}
}
5.顺序表头插
要想在头部插入数据,必须将所有的数据先向后挪动一个位置,然后将要插入的数据放在第一个位置。我们可以先定义一个变量end,让它等于最后一个数据,然后利用while循环将所有的数据向后挪动一个位置,再将数据插入头部,然后让数据个数size+1。
//头插
void SeqListPushFront(SeqList* psl, SLDataType x)
{assert(psl);SeqListCheckCapacity(psl);//挪动数据int end = psl->size - 1;while (end >= 0){psl->arr[end + 1] = psl->arr[end];end--;}psl->arr[0] = x;psl->size++;
}
6.顺序表尾插
尾插相对来说比较简单,如果空间不够,增容之后直接将要插入的数据放在尾部即可,然后将数据个数size+1。
//尾插
void SeqListPushBack(SeqList* psl, SLDataType x)
{assert(psl);//增容SeqListCheckCapacity(psl);psl->arr[psl->size] = x;psl->size++;
}
7.顺序表头删
头删时我们采用的方法还是挪动数据,但是要从前面开始挪动,因为如果从后往前挪的话会将前面的数据给覆盖掉。先定义一个变量begin,让它等于1,然后利用while循环将所有的数据向前挪动一个位置(让后一个数据将前一个数据覆盖掉),直到begin小于size就跳出循环,然后让数据个数size-1。
//头删
void SeqListPopFront(SeqList* psl)
{assert(psl);//暴力检查assert(psl->size);int begin = 1;while (begin < psl->size){psl->arr[begin - 1] = psl->arr[begin];begin++;}psl->size--;
}
8.顺序表尾删
尾删时我们只需让有效数据 size-- 就行,但是必须进行检查看顺序表是否为空,因为如果为空,后面我们在头插时就会出现问题。
//尾删
void SeqListPopBack(SeqList* psl)
{assert(psl);//若顺序表为空,则进行检查//温柔的检查/*if (psl->size == 0){return;}*///暴力检查assert(psl->size > 0);psl->size--;
}
9.顺序表打印
//顺序表打印
void SeqListPrint(SeqList* psl)
{assert(psl);for (int i = 0; i < psl->size; i++){printf("%d ", psl->arr[i]);}printf("\n");
}
10.顺序表在任意下标位置插入数据
首先要保证指针不为空以及pos位置的合法性。然后定义变量end,让它指向最后一个数据的位置,通过while循环将 pos到end 位置的值向后挪动一个位置,将要插入的数据放入pos位置,再将size+1。
//顺序表在任意下标位置插入数据
void SeqListInsert(SeqList* psl, int pos, SLDataType x)
{assert(psl);assert(pos >= 0 && pos <= psl->size);int end = psl->size - 1;while (end >= pos){psl->arr[end + 1] = psl->arr[end];end--;}psl->arr[pos] = x;psl->size++;
}
11.顺序表删除任意下标位置的值
//顺序表删除任意下标位置的值
void SeqListErase(SeqList* psl, int pos)
{assert(psl);assert(pos >= 0 && pos < psl->size);//挪动数据int begin = pos + 1;while (begin < psl->size){psl->arr[begin - 1] = psl->arr[begin];begin++;}psl->size--;
}
12.顺序表查找
在顺序表中查找数据,如果找到了,就返回下标;如果没有找到,则返回-1。
//顺序表查找
int SeqListFind(SeqList* psl, SLDataType x)
{assert(psl);for (int i = 0; i < psl->size; i++){if (psl->arr[i] == x){return i;break;}}return -1;
}
2.3菜单
void menu()
{printf("*************************************\n");printf("*** 1.头插数据 2.尾插数据 ***\n");printf("*** 3.头删数据 4.尾删数据 ***\n");printf("*** 5.查找数据 6.打印顺序表 ***\n");printf("*** 7.在任意下标位置插入数据 ***\n");printf("*** 8.删除任意下标位置的数据 ***\n");printf("*** 0.退出系统 ***\n");printf("*************************************\n");
}void Test()
{SeqList sl;SeqListInit(&sl);//初始化int x = 0, pos = 0;int input = 0;do{printf("欢迎来到顺序表系统!\n");menu();printf("请输入你的选择:>");scanf("%d", &input);switch (input){case 1:printf("请输入你要头插的数据:\n");scanf("%d", &x);SeqListPushFront(&sl, x);printf("头插成功!\n");break;case 2:printf("请输入你要尾插的数据:\n");scanf("%d", &x);SeqListPushBack(&sl, x);printf("尾插成功!\n");break;case 3:SeqListPopFront(&sl);printf("头删成功!\n");break;case 4:SeqListPopBack(&sl);printf("尾删成功!\n");break;case 5:printf("请输入你要查找的数据(查找成功则返回下标, 负责返回-1):\n");scanf("%d", &x);int pos = SeqListFind(&sl, x);printf("%d\n", pos);break;case 6:printf("顺序表目前的数据为:\n");SeqListPrint(&sl);break;case 7:printf("请输入你要插入的数据:");scanf("%d", &x);printf("请输入你要插入数据的下标(下标从0开始):");scanf("%d", &pos);SeqListInsert(&sl, pos, x);printf("插入数据成功!\n");break;case 8:printf("请输入你要删除数据的下标:");scanf("%d", &pos);SeqListErase(&sl, pos);printf("删除成功!\n");break;case 0:printf("退出系统!\n");break;default:printf("选择错误,请重新选择!\n");break;}} while (input);SeqListDestory(&sl);//销毁
}
3.源码
🌻test.c
#include "SeqList.h"void menu()
{printf("*************************************\n");printf("*** 1.头插数据 2.尾插数据 ***\n");printf("*** 3.头删数据 4.尾删数据 ***\n");printf("*** 5.查找数据 6.打印顺序表 ***\n");printf("*** 7.在任意下标位置插入数据 ***\n");printf("*** 8.删除任意下标位置的数据 ***\n");printf("*** 0.退出系统 ***\n");printf("*************************************\n");
}void Test()
{SeqList sl;SeqListInit(&sl);int x = 0, pos = 0;int input = 0;do{printf("欢迎来到顺序表系统!\n");menu();printf("请输入你的选择:>");scanf("%d", &input);switch (input){case 1:printf("请输入你要头插的数据:\n");scanf("%d", &x);SeqListPushFront(&sl, x);printf("头插成功!\n");break;case 2:printf("请输入你要尾插的数据:\n");scanf("%d", &x);SeqListPushBack(&sl, x);printf("尾插成功!\n");break;case 3:SeqListPopFront(&sl);printf("头删成功!\n");break;case 4:SeqListPopBack(&sl);printf("尾删成功!\n");break;case 5:printf("请输入你要查找的数据(查找成功则返回下标, 负责返回-1):\n");scanf("%d", &x);int pos = SeqListFind(&sl, x);printf("%d\n", pos);break;case 6:printf("顺序表目前的数据为:\n");SeqListPrint(&sl);break;case 7:printf("请输入你要插入的数据:");scanf("%d", &x);printf("请输入你要插入数据的下标(下标从0开始):");scanf("%d", &pos);SeqListInsert(&sl, pos, x);printf("插入数据成功!\n");break;case 8:printf("请输入你要删除数据的下标:");scanf("%d", &pos);SeqListErase(&sl, pos);printf("删除成功!\n");break;case 0:printf("退出系统!\n");break;default:printf("选择错误,请重新选择!\n");break;}} while (input);SeqListDestory(&sl);
}int main()
{Test();return 0;
}
🌻SeqList.h
#pragma once
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>typedef int SLDataType;typedef struct SeqList
{SLDataType* arr;//指向动态开辟的数组int size; //有效数据int capacity; //空间容量
}SeqList;//顺序表初始化
void SeqListInit(SeqList* psl);
//顺序表销毁
void SeqListDestory(SeqList* psl);
//顺序表打印
void SeqListPrint(SeqList* psl);
//增容
void SeqListCheckCapacity(SeqList* psl);//头插
void SeqListPushFront(SeqList* psl, SLDataType x);
//尾插
void SeqListPushBack(SeqList* psl, SLDataType x);
//头删
void SeqListPopFront(SeqList* psl);
//尾删
void SeqListPopBack(SeqList* psl);//顺序表在任意位置插入数据
void SeqListInsert(SeqList* psl, int pos, SLDataType x);
//顺序表删除任意位置的值
void SeqListErase(SeqList* psl, int pos);//顺序表查找
int SeqListFind(SeqList* psl, SLDataType x);
🌻SeqList.c
#include "SeqList.h"//顺序表初始化
void SeqListInit(SeqList* psl)
{assert(psl);psl->arr = NULL;psl->size = 0;psl->capacity = 0;
}//顺序表销毁
void SeqListDestory(SeqList* psl)
{assert(psl);if (psl->arr != NULL){free(psl->arr);psl->arr = NULL;psl->size = 0;psl->capacity = 0;}
}//顺序表打印
void SeqListPrint(SeqList* psl)
{assert(psl);for (int i = 0; i < psl->size; i++){printf("%d ", psl->arr[i]);}printf("\n");
}//增容
void SeqListCheckCapacity(SeqList* psl)
{assert(psl);if (psl->size == psl->capacity){int newCapacity = psl->capacity == 0 ? 4 : psl->capacity * 2;//防止扩容失败将原来的空间给覆盖掉,所以用一个临时变量来接收SLDataType* tmp = (SLDataType*)realloc(psl->arr, sizeof(SLDataType) * newCapacity);if (tmp == NULL){perror("realloc");return;}psl->arr = tmp;psl->capacity = newCapacity;}
}//头插
void SeqListPushFront(SeqList* psl, SLDataType x)
{assert(psl);SeqListCheckCapacity(psl);//挪动数据int end = psl->size - 1;while (end >= 0){psl->arr[end + 1] = psl->arr[end];end--;}psl->arr[0] = x;psl->size++;
}//尾插
void SeqListPushBack(SeqList* psl, SLDataType x)
{assert(psl);//增容SeqListCheckCapacity(psl);psl->arr[psl->size] = x;psl->size++;
}
//头删
void SeqListPopFront(SeqList* psl)
{assert(psl);//暴力检查assert(psl->size);int begin = 1;while (begin < psl->size){psl->arr[begin - 1] = psl->arr[begin];begin++;}psl->size--;
}//尾删
void SeqListPopBack(SeqList* psl)
{assert(psl);//若顺序表为空,则进行检查//温柔的检查/*if (psl->size == 0){return;}*///暴力检查assert(psl->size);psl->size--;
}//顺序表在任意下标位置插入数据
void SeqListInsert(SeqList* psl, int pos, SLDataType x)
{assert(psl);assert(pos >= 0 && pos <= psl->size);int end = psl->size - 1;while (end >= pos){psl->arr[end + 1] = psl->arr[end];end--;}psl->arr[pos] = x;psl->size++;
}//顺序表删除任意下标位置的值
void SeqListErase(SeqList* psl, int pos)
{assert(psl);assert(pos >= 0 && pos < psl->size);int begin = pos + 1;while (begin < psl->size){psl->arr[begin - 1] = psl->arr[begin];begin++;}psl->size--;
}//顺序表查找
int SeqListFind(SeqList* psl, SLDataType x)
{assert(psl);for (int i = 0; i < psl->size; i++){if (psl->arr[i] == x){return i;break;}}return -1;
}