1、数据结构相关概念

数据结构是由“数据”和“结构”两词组合⽽来。

什么是数据？

常⻅的数值1、2、3、4…、教务系统⾥保存的⽤⼾信息（姓名、性别、年龄、学历等等）、⽹⻚⾥⾁眼可以看到的信息（⽂字、图⽚、视频等等），这些都是数据

什么是结构？

当我们想要使⽤⼤量使⽤同⼀类型的数据时，通过⼿动定义⼤量的独⽴的变量对于程序来说，可读性⾮常差，我们可以借助数组这样的数据结构将⼤量的数据组织在⼀起，结构也可以理解为组织数据的⽅式

概念：数据结构是计算机存储、组织数据的⽅式。数据结构是指相互之间存在⼀种或多种特定关系的数据元素的集合。数据结构反映数据的内部构成，即数据由那部分构成，以什么⽅式构成，以及数据元素之间呈现的结构。

总结：
1）能够存储数据（如顺序表、链表等结构）
2）存储的数据能够⽅便查找

2、为什么需要数据结构？

通过数据结构，能够有效将数据组织和管理在⼀起。按照我们的⽅式任意对数据进⾏增删改查等操作。

最基础的数据结构：数组。

【思考】有了数组，为什么还要学习其他的数据结构？

假定数组有10个空间，已经使⽤了5个，向数组中插⼊数据步骤：
求数组的⻓度，求数组的有效数据个数，向下标为数据有效个数的位置插⼊数据（注意：这⾥是否要判断数组是否满了，满了还能继续插⼊吗）…
假设数据量⾮常庞⼤，频繁的获取数组有效数据个数会影响程序执⾏效率。
结论：最基础的数据结构能够提供的操作已经不能完全满⾜复杂算法实现。

2、顺序表

2.1、顺序表的概念及结构

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，常⻅的线性表：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。
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

2.2、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
• 顺序表分类
◦ 静态顺序表

概念：使⽤定⻓数组存储元素

静态顺序表缺陷：空间给少了不够⽤，给多了造成空间浪费

◦ 动态顺序表

2.3、动态顺序表的实现

#define INIT_CAPACITY 4
typedef int SLDataType;
// 动态顺序表 -- 按需申请
typedef struct SeqList
{
SLDataType* a;
int size; // 有效数据个数
int capacity; // 空间容量
}SL;
//初始化和销毁
void SLInit(SL* ps);
void SLDestroy(SL* ps);
void SLPrint(SL* ps);
//扩容
void SLCheckCapacity(SL* ps);
//头部插⼊删除 / 尾部插⼊删除
void SLPushBack(SL* ps, SLDataType x);
void SLPopBack(SL* ps);
void SLPushFront(SL* ps, SLDataType x);
void SLPopFront(SL* ps);
//指定位置之前插⼊/删除数据
void SLInsert(SL* ps, int pos, SLDataType x);
void SLErase(SL* ps, int pos);
int SLFind(SL* ps, SLDataType x);

3、ps:源码

SeqList.h

#pragma once
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>typedef int type;//定义顺序表struct SeqList
{type* arr;type size;//有效个数type room;//空间大小个数
};typedef struct SeqList SL;//顺序表的初始化void SLInit(SL* ps);//顺序表的销毁void SLDestroy(SL* ps);//顺序表的尾部插入void SLPushBack(SL* ps, type x);//扩容
void SLCheckCapacity(SL* ps);//顺序表的头部插入void SLPushFront(SL* ps,type x);//顺序表的尾部删除void SLPopBack(SL* ps);//顺序表的头部删除void SLPopFront(SL* ps);//指定位置之前插⼊数据void SLInsert(SL* ps, int pos,type x);//指定位置之前删除数据void SLErase(SL* ps, int pos);//查找数据int SLFind(SL* ps,type x);//打印顺序表void SLprint(SL s);

SeqList.c

# define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include "SeqList.h"void SLInit(SL* ps)
{ps->arr = NULL;ps->size = ps->room = 0;
}void SLDestroy(SL* ps)
{if (ps->arr){free(ps->arr);}ps->arr = NULL;ps->size = ps->room = 0;
}void SLCheckCapacity(SL* ps)
{assert(ps);type newroom = ps->room == 0 ? 4 : ps->room * 2;if (ps->size == ps->room){type* tmp = (type*)realloc(ps->arr, newroom * sizeof(type));if (tmp == NULL){perror("realloc");exit(1);}ps->arr = tmp;ps->room = newroom;}
}void SLPushBack(SL* ps, type x)
{assert(ps);SLCheckCapacity(ps);ps->arr[ps->size++] = x;
}void SLPushFront(SL* ps, type x)
{assert(ps);SLCheckCapacity(ps);for (type i = ps->size; i > 0; i--){ps->arr[i] = ps->arr[i - 1];}ps->arr[0] = x;ps->size++;
}void SLPopBack(SL* ps)
{assert(ps);assert(ps->size);--ps->size;
}void SLPopFront(SL* ps)
{assert(ps);assert(ps->size);for (int i = 0; i < ps->size - 1; i++){ps->arr[i] = ps->arr[i + 1];//ps->arr[size - 2] = ps->arr[size - 1]}ps->size--;
}void SLInsert(SL* ps, int pos, type x)
{assert(ps);assert(pos >= 0 && pos <= ps->size);SLCheckCapacity(ps);for (int i = ps->size; i > pos ; i--){ps->arr[i] = ps->arr[i - 1];//[pos+1] = [pos]}ps->arr[pos] = x;ps->size++;
}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];// arr[size - 2] = arr[size - 1];}ps->size--;
}int SLFind(SL* ps, type x)
{assert(ps);for (int i = 0; i < ps->size; i++){if (x == ps->arr[i]){//找到了return i;}}return -1;
}void SLprint(SL s)
{for (int i = 0; i < s.arr[s.size]; i++){printf("%d ", s.arr[i]);}printf("\n");
}

test.c

# define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include "SeqList.h"
void test01()
{SL sl;SLInit(&sl);//测试扩容//SLCheckCapacity(&sl);//测试尾插SLPushBack(&sl, 1);SLPushBack(&sl, 2);SLPushBack(&sl, 3);SLPushBack(&sl, 4);//测试头插SLPushFront(&sl, 0);SLPushFront(&sl, 5);//测试尾删// SLPopBack(&sl);//测试头删SLPopFront(&sl);
}
test02()
{SL sl;SLInit(&sl);//测试指定位置之前插⼊数据SLPushBack(&sl, 1);SLPushBack(&sl, 2);SLPushBack(&sl, 3);SLPushBack(&sl, 4);/*SLInsert(&sl,0,66);SLInsert(&sl,4,66);SLInsert(&sl,2,66);*///测试指定位置之前删除数据/*SLErase(&sl,0);SLErase(&sl,3);SLErase(&sl,1);*///测试查找int ret = SLFind(&sl,3);if (ret < 0){printf("没有找到\n");}else{printf("找到了，下标为%d\n", ret);}}
int main()
{//test01();test02();return 0;
}