🚩前言

在前面的文章中，写了关于C语言的各种知识点，也许内容不是很精炼，但对后面知识的学习还是有必要的。接下来就是用C语言实现数据结构的编程。

1. 数据结构的概念

我们从词组来看，数据结构就是两者组成，一是数据，二是结构。数据指的就是各种能表示对象的内容，比如C语言中用各种数据类型来表示标量的事物，比如价格、体重等，还有C语言中的自定义类型来表示各种具体的对象，比如学生对象等，这些都是数据。而结构就是把这些数据按照一定的规则存储起来，让数据内容在计算机中能有一定顺序结构的存储。

2. 数据结构的分类

今天所讲的名字叫做顺序表，它是属于线性结构的，用顺序存储的方式。底层是数组。

3. 顺序表

说白了，顺序表的底层就是数组，对数组的封装，实现增删查改的API;

3.1. 顺序表的分类

（1）静态顺序表

结构体定义如下：

#define N 10;//宏定义，方便修改数组的大小
typedef int DataType;//数据类型取别名
typedef struct SeqList
{DataType elem[N];//此处就是一个整型数组，大小是固定的，定长数组。int size;//表示该数组中的有效个数。
}SL;//用typedef给struct SeqList取别名。
//在后面用到就不用写struct SeqList，直接写SL;

图解如下：

静态顺序表的缺点：空间给多了造成浪费、空间给少了不够用！

（2）动态顺序表

结构体定义如下：

typedef int DataType;//数据类型取别名
typedef struct SeqList
{DataType* elem;//此处变成指针，通过动态申请空间int capacity;//表示申请的空间总大小，空间是可以增容的int size;//表示该数组中的有效个数。
}SL;//用typedef给struct SeqList取别名。

图解如下：

动态的顺序表，就是要记住空间是动态申请的，到最后记得手动释放，free()释放函数

4. 动态顺序表实现

动态相比于静态的要复杂一点，此处就用动态的顺序表来详解。

4.1. 实现步骤

（1）框架结构

（2）SeqList.h头文件实现

#pragma once#include<stdio.h>
#include<assert.h>
#include<stdlib.h>#define INIT_SIZE 2//创建动态顺序表的结构体
typedef int DataType;
typedef struct SeqList
{DataType* elem;int capacity;int size;
}SL;//创建好后就初始化结构体
void init_seqlist(SL* sl);//初始化函数void print_seqlist(SL sl);//打印函数void PushBack(SL* sl, DataType data);//尾插函数void PushFront(SL* sl, DataType data);//头插函数void PopBack(SL* sl);//尾删函数void PopFront(SL* sl);//头删函数void InsertPosition(SL* ptr, int pos, DataType data);//指定位置插入数据函数void DeletePosition(SL* ptr, int pos);//删除指定位置的元素void ModifyPosition(SL* ptr, int pos, DataType data);//修改指定位置的数据int FindPosition(SL ptr, DataType data);//查找函数void DestroyCapacity(SL* ptr);//销毁函数

---

（3）SeqList.c源文件

①init_seqlist()初始化函数

//初始化函数
void init_seqlist(SL* sl)
{assert(sl);sl->elem = NULL;sl->capacity = sl->size=0;
}

调试结果：

我们可以在初始化的时候就分配空间，代码如下：

//初始化函数
#define INIT_SIZE 2void init_seqlist(SL* sl)
{assert(sl);sl->elem = (SL*)malloc(INIT_SIZE * sizeof(SL));sl->capacity = INIT_SIZE;sl->size = 0;
}

调试如下：

---

②print_seqlist()打印函数

//打印函数
void print_seqlist(SL sl)
{if (sl.size == 0){printf("顺序表内容为空，无法打印！\n");return;}for (int i = 0; i < sl.size; i++){printf("%d ",sl.elem[i]);}printf("\n");
}

由于打印函数不需要修改内容，所以不需要传递地址

---

③PushBack()尾插函数+图解

static check_capacity(SL* sl)
{assert(sl);//看空间里面实际的元素个数是否等于申请的空间大小，相等就说明满了；if (sl->capacity == sl->size){int new_capacity = sl->capacity == 0 ? 4 : 2 * sl->capacity;//以2倍数增容DataType* temp = (DataType*)realloc(sl->elem, new_capacity * sizeof(DataType*));if (temp == NULL){perror("realloc fail");exit(1);}//申请成功sl->elem = temp;sl->capacity = new_capacity;}
}//尾插函数
void PushBack(SL* sl, DataType data)
{assert(sl);//在插入的时候，必须判断空间是否满，是否需要扩容；check_capacity(sl);//插入数据sl->elem[sl->size++] = data;
}

结果展示：

尾插图解

---

④PushFront()头插函数+图解

//头插函数
void PushFront(SL* sl, DataType data)
{assert(sl);//插入之前也是需要检测空间的check_capacity(sl);//插入，移动元素，从后往前移动for (int i = sl->size; i > 0; i--){sl->elem[i] = sl->elem[i - 1];}//第一个空出来后插入数据sl->elem[0] = data;sl->size++;
}

结果展示：

头插图解：

⑤PopBack()尾删函数+图解

//尾删函数
void PopBack(SL* sl)
{assert(sl&&sl->size);//保证传入的空间有效和数据个数不为0//尾删sl->size--;
}

结果展示：

尾删图解：

⑥PopFront()头删函数+图解

//头删函数
void PopFront(SL* sl)
{assert(sl && sl->size);//头删for (int i = 0; i < sl->size - 1; i++){sl->elem[i] = sl->elem[i + 1];}sl->size--;
}

结果展示：

头删图解：

⑦DeletePosition()删除指定位置函数

//删除指定位置的元素
void DeletePosition(SL* sl, int pos)
{assert(sl && sl->size);		assert(pos >= 0 && pos < sl->size);for (int i = pos; i < sl->size; i++){sl->elem[i] = sl->elem[i + 1];}sl->size--;
}

结果展示：

图解：

⑧InsertPosition()指定位置插入数据函数

//指定位置插入数据函数
void InsertPosition(SL* sl, int pos, DataType data)
{assert(sl&&pos>=0&&pos<=sl->size);//先移动位置，往后移动//还得检查是否需要扩容check_capacity(sl);for (int i = sl->size; i > pos; i--){sl->elem[i] = sl->elem[i - 1];}//位置空出来之后就加入数据sl->elem[pos] = data;//记得元素个数+1sl->size++;
}

结果展示：

⑨ModifyPosition()修改指定位置数据函数

//修改指定位置的数据
void ModifyPosition(SL* sl, int pos, DataType data)
{assert(sl&&pos>=0&&pos<sl->size);//现找到修改数据的位置for (int i = 0; i < sl->size; i++){if (i == pos){//修改sl->elem[i] = data;}}
}

结果展示：

⑩FindPosition()查找函数

//查找函数
int FindPosition(SL sl, DataType data)
{if (sl.size == 0){printf("数据内容为空，无法查找！\n");exit(1);}for (int i = 0; i < sl.size; i++){if (sl.elem[i] == data){return i;}}return -1;
}

结果展示：

🚀DestroyCapacity()销毁函数

//销毁函数
void DestroyCapacity(SL* sl)
{if (sl->elem != NULL){free(sl->elem);}sl->elem = NULL;sl->capacity = sl->size = 0;
}

调试结果：

5. 完整代码

SeqList.h

#pragma once#include<stdio.h>
#include<assert.h>
#include<stdlib.h>#define INIT_SIZE 2//创建动态顺序表的结构体
typedef int DataType;
typedef struct SeqList
{DataType* elem;int capacity;int size;
}SL;//创建好后就初始化结构体
void init_seqlist(SL* sl);//初始化函数void print_seqlist(SL sl);//打印函数void PushBack(SL* sl, DataType data);//尾插函数void PushFront(SL* sl, DataType data);//头插函数void PopBack(SL* sl);//尾删函数void PopFront(SL* sl);//头删函数void InsertPosition(SL* sl, int pos, DataType data);//指定位置插入数据函数void DeletePosition(SL* sl, int pos);//删除指定位置的元素void ModifyPosition(SL* sl, int pos, DataType data);//修改指定位置的数据int FindPosition(SL sl, DataType data);//查找函数void DestroyCapacity(SL* sl);//销毁函数

SeqList.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"SeqList.h"//打印函数
void print_seqlist(SL sl)
{if (sl.size == 0){printf("顺序表内容为空，无法打印！\n");return;}for (int i = 0; i < sl.size; i++){printf("%d ",sl.elem[i]);}printf("\n");
}//初始化函数
void init_seqlist(SL* sl)
{assert(sl);sl->elem = NULL;sl->capacity = sl->size=0;/*assert(sl);sl->elem = (SL*)malloc(INIT_SIZE * sizeof(SL));sl->capacity = INIT_SIZE;sl->size = 0;*/
}static check_capacity(SL* sl)
{assert(sl);//看空间里面实际的元素个数是否等于申请的空间大小，相等就说明满了；if (sl->capacity == sl->size){int new_capacity = sl->capacity == 0 ? 4 : 2 * sl->capacity;//以2倍数增容DataType* temp = (DataType*)realloc(sl->elem, new_capacity * sizeof(DataType*));if (temp == NULL){perror("realloc fail");exit(1);}//申请成功sl->elem = temp;sl->capacity = new_capacity;}
}//尾插函数
void PushBack(SL* sl, DataType data)
{assert(sl);//在插入的时候，必须判断空间是否满，是否需要扩容；check_capacity(sl);//插入数据sl->elem[sl->size++] = data;
}//头插函数
void PushFront(SL* sl, DataType data)
{assert(sl);//插入之前也是需要检测空间的check_capacity(sl);//插入，移动元素，从后往前移动for (int i = sl->size; i > 0; i--){sl->elem[i] = sl->elem[i - 1];}//第一个空出来后插入数据sl->elem[0] = data;sl->size++;
}//尾删函数
void PopBack(SL* sl)
{assert(sl&&sl->size);//保证传入的空间有效和数据个数不为0//尾删sl->size--;
}//头删函数
void PopFront(SL* sl)
{assert(sl && sl->size);//头删for (int i = 0; i < sl->size - 1; i++){sl->elem[i] = sl->elem[i + 1];}sl->size--;
}//删除指定位置的元素
void DeletePosition(SL* sl, int pos)
{assert(sl && sl->size);assert(pos >= 0 && pos < sl->size);for (int i = pos; i < sl->size-1; i++){sl->elem[i] = sl->elem[i + 1];}sl->size--;
}//指定位置插入数据函数
void InsertPosition(SL* sl, int pos, DataType data)
{assert(sl&&pos>=0&&pos<=sl->size);//先移动位置，往后移动//还得检查是否需要扩容check_capacity(sl);for (int i = sl->size; i > pos; i--){sl->elem[i] = sl->elem[i - 1];}//位置空出来之后就加入数据sl->elem[pos] = data;//记得元素个数+1sl->size++;
}//修改指定位置的数据
void ModifyPosition(SL* sl, int pos, DataType data)
{assert(sl&&pos>=0&&pos<sl->size);//现找到修改数据的位置for (int i = 0; i < sl->size; i++){if (i == pos){//修改sl->elem[i] = data;}}
}//查找函数
int FindPosition(SL sl, DataType data)
{if (sl.size == 0){printf("数据内容为空，无法查找！\n");exit(1);}for (int i = 0; i < sl.size; i++){if (sl.elem[i] == data){return i;}}return -1;
}//销毁函数
void DestroyCapacity(SL* sl)
{if (sl->elem != NULL){free(sl->elem);}sl->elem = NULL;sl->capacity = sl->size = 0;
}

test.c

#define _CRT_SECUR_NO_WARNINGS 1
#include"SeqList.h"void test01()
{SL sl;init_seqlist(&sl);//此处记得传地址。//尾插PushBack(&sl, 1);PushBack(&sl, 2);PushBack(&sl, 3);PushBack(&sl, 4);print_seqlist(sl);//头插PushFront(&sl, 5);print_seqlist(sl);/*PushFront(&sl, 6);print_seqlist(sl);*/尾删//PopBack(&sl);//print_seqlist(sl);//PopBack(&sl);//print_seqlist(sl);//头删/*PopFront(&sl);print_seqlist(sl);PopFront(&sl);print_seqlist(sl);*///指定位置删除/*printf("删除下标为2的数据：\n");DeletePosition(&sl,2);print_seqlist(sl);*///指定位置插入数据/*printf("在下标为2的位置插入100数据：\n");InsertPosition(&sl,2,100);print_seqlist(sl);*/修改//printf("修改下标为3的数据：\n");//ModifyPosition(&sl,3,666);//print_seqlist(sl);//查找printf("查找数据为2的位置：\n");int ret=FindPosition(sl, 2);if (ret == -1){printf("没找到！\n");}else{printf("找到了，在下标为%d位置处！",ret);}DestroyCapacity(&sl);}int main()
{test01();//函数测试return 0;
}

顺序表内容到此为止,蟹蟹: