手撕顺序表

დ旧言~2023-07-28 20:08

> 作者简介：დ旧言~，目前大一，现在学习Java，c，c++，Python等

> 座右铭：松树千年终是朽，槿花一日自为荣。

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🌟前言

梦回数组，当我们开辟了一个数组，数组的大小就已经确定了，不能括容，也不能减容，为了解决这个问题，在数据结构有一个这样的知识--《顺序表》。顺序表连续开辟一个空间，能括容，也能减容，今天我们手撕顺序表。

🌙主体

咱们从三个方面实现顺序表，动态管理，头插头删尾插尾删，增删查改。

在程序中为了实现顺序表，需要创建头文件SeqList.h ，创建源文件test.c，SeqList.c。

🌠动态管理

💤初始化动态顺序表

  1. 首先定义一个结构体（在源文件中），结构体里面有可变数组（a），数组初始长度（size），初始空间（capacity）。
  2. 初始化动态顺序表（SeqList.h中），需要开辟空间，再判断空间是否为空，再初始化数组长度，空间。
cs 复制代码 
//动态顺序表
typedef int SLDataType;
typedef struct SeqList
{
	 //定义一个可变数组
	SLDataType* a;
	 //定义数组初始长度
	 int size;
	 //定义空间大小
	 int capacity;
}SL;


//初始化动态顺序表
void SLInit(SL* ps)
{
	//开辟空间
	ps->a = (SLDataType*)malloc(sizeof(SLDataType*) * 4);
	//判断空间是否为空
	if (ps->a == NULL)
	{
		perror("malloc failed");
		exit(-1);
	}
	//初始化
	ps->size = 0;
	ps->capacity = 4;
}

1.防止一直创建结构体，为了一劳永逸，我们把动态顺序表放在源文件中。

2.这里我们用typedef int SLDataType，给数据类型重定义名字，这样就可以防止修改数据类型。

💤扩容顺序表空间

当数组初始长度（size），初始空间（capacity）相同时，这里们就需要扩容，这里我们扩容两倍。（在头文件中SeqList.h中）

cs 复制代码 
//扩容空间
void SLCheckCapacity(SL* ps)
{
	//如果size和capacity相同
	if (ps->size == ps->capacity)
	{
		//扩大两倍
		SLDataType* tmp = (SLDataType*)realloc(ps->a, ps->capacity * 2 * sizeof(SLDataType));
		//判断tmp是否为空
		if (tmp == NULL)
		{
			perror("realloc failed");
			exit(-1);
		}
		//赋值
		ps->a = tmp;
		ps->capacity = ps->capacity * 2;
	}
}

💤释放顺序表内存

可变数组（a）置为（NULL），数组长度（size）置为（0），初始空间（capacity）置为（0）。

cs 复制代码 
//释放内存
void SLDestroy(SL* ps)
{
	//断言
	assert(ps);
	free(ps->a);
	ps->a = NULL;
	ps->size = 0;
	ps->capacity = 0;
}

🌠头插头删尾插尾删

💤添加元素

首先需要断言防止顺序表为空。这里需要注意空间是否满了。这里的实现和在pos位置插入x有类似，等我们实现这个函数，就可以直接调用这个函数，更加简便。（在头文件中SeqList.h中）

cs 复制代码 
//添加元素
void SLPushBack(SL* ps, SLDataType x)
{
	//断言
	assert(ps);
	//判断空间是否满了，需要调用函数
	SLCheckCapacity(ps);
	//添加元素
	ps->a[ps->size] = x;
	ps->size++;

	//在pos位置插入x
	//SLInsert(ps, ps->size, x);
}

💤打印元素

打印元素太简单啦，直接用for循环就行。（在头文件中SeqList.h中）

cs 复制代码 
//打印数组
void SLPrint(SL* ps) 
{
	for (int i = 0; i < ps->size; i++)
	{
		printf("%d ", ps->a[i]);
	}
	printf("\n");
}

💤尾删

直接在末尾删除就行，之后这里只要size减减就好了，后面的元素会覆盖。这里的实现和在pos位置插入x有类似，等我们实现这个函数，就可以直接调用这个函数，更加简便。(在头文件中SeqList.h中）

cs 复制代码 
//尾删
void SLPopBack(SL* ps)
{
	//断言
	assert(ps);
	// 温柔的检查
	//if (ps->size == 0)
		//return;

	// 暴力的检查
	assert(ps->size > 0);

	//ps->a[ps->size - 1] = 0;
	
	//这里只要size减减就好了，后面的元素会覆盖
	ps->size--;

	//删除pos位置的值
	//SLErase(ps, ps->size - 1);
}

💤头插（重点）

这里需要注意要让ps->size加加，这里的实现和在pos位置插入x有类似，等我们实现这个函数，就可以直接调用这个函数，更加简便。(在头文件中SeqList.h中）

cs 复制代码 
//头插
void SLPushFront(SL* ps, SLDataType x)
{
	//断言
	assert(ps);

	//定义最后一个元素
	int end = ps->size - 1;
	//循环
	while (end >= 0)
	{
		ps->a[end + 1] = ps->a[end];
		end--;
	}
	//x赋给最前的数字
	ps->a[0] = x;
	//指向下一个数字
	ps->size++;

	//在pos位置插入x
	//SLInsert(ps, 0, x);
}

💤头删（重点）

这里需要注意要让ps->size减减，这里的实现和删除pos位置的值相似，等我们实现这个函数，就可以直接调用这个函数，更加简便。(在头文件中SeqList.h中）

cs 复制代码 
//头删
void SLPopFront(SL* ps)
{
	//断言
	assert(ps);

	//断言(指向不能为零)
	assert(ps);
	//指向头前面的那个数字
	int begin = 1;
	//循环
	while (begin < ps->size)
	{
		ps->a[begin - 1] = ps->a[begin];
		begin++;
	}
	ps->size--;

	//删除pos位置的值
	//SLErase(ps, 0);
}

🌠增删查改

💤在pos位置插入x

首先这里需要判断pos是否在数组空间内，其次判断空间是否充足，然后循环，最后ps->size++

这里的插入本质和头插相似。（元素向后移动一格）

cs 复制代码 
//在pos位置插入x
void SLInsert(SL* ps, int pos, SLDataType x)
{
	//断言，这里pos
	assert(ps);
	assert(pos >= 0 && pos < ps->size);
	//内存不够需要括容
	SLCheckCapacity(ps);
	int end = ps->size - 1;
	while (end >= pos)
	{
		ps->a[end + 1] = ps->a[end];
		end--;
	}
	ps->a[pos] = x;
	ps->size++;
}

💤删除pos位置的值

首先这里需要判断pos是否在数组空间内，其次判断空间是否充足，然后循环，最后ps->size--

这里的删除本质和头删相似。（元素向前移动一格）

cs 复制代码 
//删除pos位置的值
void SLErase(SL* ps, int pos)
{
	//断言
	assert(ps);
	//断言pos
	assert(pos >= 0 && pos < ps->size);
	int begin = pos + 1;
	while (begin < ps->size)
	{
		ps->a[begin - 1] = ps->a[begin];
		++begin;
	}
	ps->size--;
}

💤修改pos位置的信息

这个实现太简单啦。

cs 复制代码 
//修改pos位置的信息
void SLModify(SL* ps, int pos, SLDataType x)
{
	//断言
	assert(ps);
	//判断pos
	assert(pos >= 0 && pos < ps->size);
	//直接换
	ps->a[pos] = x;
}

🌠主函数

cs 复制代码 
int main()
{
    //定义结构体
	SL sl;
	//初始动态列表
	SLInit(&sl);
	//释放内存
	SLDestroy(&sl);
    return 0;
}

🌙代码总结

🌠主函数

cs 复制代码 
//主函数（包含头文件）
#include"SeqList.h"

//尾删
void TestSeqList1()
{
	//定义结构体
	SL sl;
	//初始化
	SLInit(&sl);
	//添加元素
	SLPushBack(&sl, 1);
	SLPushBack(&sl, 2);
	SLPushBack(&sl, 3);
	SLPushBack(&sl, 4);
	SLPushBack(&sl, 5);
	SLPushBack(&sl, 6);
	SLPushBack(&sl, 6);
	SLPushBack(&sl, 0);
	SLPushBack(&sl, 0);
	//打印元素
	SLPrint(&sl);
	//尾删
	SLPopBack(&sl);
	SLPopBack(&sl);
	//打印元素
	SLPrint(&sl);
	//尾删
	SLPopBack(&sl);
	SLPopBack(&sl);
	SLPopBack(&sl);
	SLPopBack(&sl);
	SLPopBack(&sl);
	SLPopBack(&sl);
	SLPopBack(&sl);
	//打印元素
	SLPrint(&sl);
	//添加元素
	SLPushBack(&sl, 1);
	SLPushBack(&sl, 2);
	//打印元素
	SLPrint(&sl);
	//释放内存
	SLDestroy(&sl);
}

//头删
void TestSeqList2()
{
	//定义结构体
	SL sl;
	//初始动态列表
	SLInit(&sl);
	//添加元素
	SLPushBack(&sl, 1);
	SLPushBack(&sl, 2);
	SLPushBack(&sl, 3);
	SLPushBack(&sl, 4);
	SLPushBack(&sl, 5);
	//打印元素
	SLPrint(&sl);
	//头插
	SLPushFront(&sl, 10);
	SLPushFront(&sl, 20);
	SLPushFront(&sl, 30);
	SLPushFront(&sl, 40);
	//头删
	SLPopFront(&sl);
	SLPopFront(&sl);
	SLPopFront(&sl);
	//打印元素
	SLPrint(&sl);
	//释放内存
	SLDestroy(&sl);
}

//在pos位置插入x
void TestSeqList3()
{
	//定义结构体
	SL sl;
	//初始动态列表
	SLInit(&sl);
	//添加元素
	SLPushBack(&sl, 1);
	SLPushBack(&sl, 2);
	SLPushBack(&sl, 3);
	SLPushBack(&sl, 4);
	SLPushBack(&sl, 5);
	//打印元素
	SLPrint(&sl);
	//在pos位置插入x
	int input = 0;
	printf("请输入插入的位置：");
	scanf("%d", &input);
	int number = 0;
	printf("请输入插入的数字：");
	scanf("%d", &number);
	SLInsert(&sl, input, number);
	//打印元素
	SLPrint(&sl);
	//释放内存
	SLDestroy(&sl);
}

//删除pos位置的值
void TestSeqList4()
{
	//定义结构体
	SL sl;
	//初始动态列表
	SLInit(&sl);
	//添加元素
	SLPushBack(&sl, 1);
	SLPushBack(&sl, 2);
	SLPushBack(&sl, 3);
	SLPushBack(&sl, 4);
	SLPushBack(&sl, 5);
	//打印元素
	SLPrint(&sl);
	//删除pos位置的值
	int input = 0;
	printf("请输入删除的位置：");
	scanf("%d", &input);
	SLErase(&sl, input);
	//打印元素
	SLPrint(&sl);
	//释放内存
	SLDestroy(&sl);
}

//删除pos位置的值
void TestSeqList5()
{
	//定义结构体
	SL sl;
	//初始动态列表
	SLInit(&sl);
	//添加元素
	SLPushBack(&sl, 1);
	SLPushBack(&sl, 2);
	SLPushBack(&sl, 3);
	SLPushBack(&sl, 4);
	SLPushBack(&sl, 5);
	//打印元素
	SLPrint(&sl);
	//修改pos位置的信息
	int input = 0;
	printf("请输入需要修改的位置：");
	scanf("%d", &input);
	int number = 0;
	printf("请输入需要修改的数字：");
	scanf("%d", &number);
	SLModify(&sl, input, number);
	//打印元素
	SLPrint(&sl);
	//释放内存
	SLDestroy(&sl);
}

int main()
{

	//TestSeqList1();
	//TestSeqList2();
	//TestSeqList3();
	//TestSeqList4();
	TestSeqList5();
	return 0;
}

🌠SeqList.h源文件

cs 复制代码 
#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>

//动态顺序表
typedef int SLDataType;
typedef struct SeqList
{
	 //定义一个可变数组
	SLDataType* a;
	 //定义数组初始长度
	 int size;
	 //定义空间大小
	 int capacity;
}SL;

//动态管理
//初始化动态顺序表
void SLInit(SL* ps);
//释放内存
void SLDestroy(SL* ps);
//打印数组
void SLPrint(SL* ps);
//扩容空间
void SLCheckCapacity(SL* ps);

// 头插头删 尾插尾删
void SLPushBack(SL* ps, SLDataType x);//添加元素
void SLPopBack(SL* ps);//尾删
void SLPushFront(SL* ps, SLDataType x);//头插元素
void SLPopFront(SL* ps);//头删

//返回下标，没有找打返回-1
int SLFind(SL* ps, SLDataType x);
//在pos位置插入x
void SLInsert(SL* ps, int pos, SLDataType x);
//删除pos位置的值
void SLErase(SL* ps, int pos);
//修改pos位置的信息
void SLModify(SL* ps, int pos, SLDataType x);

🌠SeqList.c头文件

cs 复制代码 
#include"SeqList.h"

//初始化动态顺序表
void SLInit(SL* ps)
{
	//开辟空间
	ps->a = (SLDataType*)malloc(sizeof(SLDataType*) * 4);
	//判断空间是否为空
	if (ps->a == NULL)
	{
		perror("malloc failed");
		exit(-1);
	}
	//初始化
	ps->size = 0;
	ps->capacity = 4;
}

//释放内存
void SLDestroy(SL* ps)
{
	//断言
	assert(ps);
	free(ps->a);
	ps->a = NULL;
	ps->size = 0;
	ps->capacity = 0;
}

//打印数组
void SLPrint(SL* ps) 
{
	for (int i = 0; i < ps->size; i++)
	{
		printf("%d ", ps->a[i]);
	}
	printf("\n");
}

//扩容空间
void SLCheckCapacity(SL* ps)
{
	//如果size和capacity相同
	if (ps->size == ps->capacity)
	{
		//扩大两倍
		SLDataType* tmp = (SLDataType*)realloc(ps->a, ps->capacity * 2 * sizeof(SLDataType));
		//判断tmp是否为空
		if (tmp == NULL)
		{
			perror("realloc failed");
			exit(-1);
		}
		//赋值
		ps->a = tmp;
		ps->capacity = ps->capacity * 2;
	}
}

//添加元素
void SLPushBack(SL* ps, SLDataType x)
{
	//断言
	assert(ps);
	/*//判断空间是否满了，需要调用函数
	SLCheckCapacity(ps);
	//添加元素
	ps->a[ps->size] = x;
	ps->size++;*/

	//在pos位置插入x
	SLInsert(ps, ps->size, x);
}

//尾删
void SLPopBack(SL* ps)
{
	//断言
	assert(ps);
	/*// 温柔的检查
	//if (ps->size == 0)
		//return;

	// 暴力的检查
	assert(ps->size > 0);

	//ps->a[ps->size - 1] = 0;
	
	//这里只要size减减就好了，后面的会覆盖
	ps->size--;*/

	//删除pos位置的值
	SLErase(ps, ps->size - 1);
}

//头插
void SLPushFront(SL* ps, SLDataType x)
{
	//断言
	assert(ps);

	/*//定义最后一个元素
	int end = ps->size - 1;
	//循环
	while (end >= 0)
	{
		ps->a[end + 1] = ps->a[end];
		end--;
	}
	//x赋给最前的数字
	ps->a[0] = x;
	//指向下一个数字
	ps->size++;*/

	//在pos位置插入x
	SLInsert(ps, 0, x);
}

//头删
void SLPopFront(SL* ps)
{
	//断言
	assert(ps);

	/*//断言(指向不能为零)
	assert(ps);
	//指向头前面的那个数字
	int begin = 1;
	//循环
	while (begin < ps->size)
	{
		ps->a[begin - 1] = ps->a[begin];
		begin++;
	}
	ps->size--;*/

	//删除pos位置的值
	SLErase(ps, 0);
}

//返回下标，没有找打返回-1
int SLFind(SL* ps, SLDataType x)
{
	//断言
	assert(ps);
	//遍历
	for (int i = 0; i < ps->size; i++)
	{
		if (ps->a[i] == x)
		{
			return i;
		}
	}
	return -1;
}

//在pos位置插入x
void SLInsert(SL* ps, int pos, SLDataType x)
{
	//断言，这里pos
	assert(ps);
	assert(pos >= 0 && pos < ps->size);
	//内存不够需要括容
	SLCheckCapacity(ps);
	int end = ps->size - 1;
	while (end >= pos)
	{
		ps->a[end + 1] = ps->a[end];
		end--;
	}
	ps->a[pos] = x;
	ps->size++;
}

//删除pos位置的值
void SLErase(SL* ps, int pos)
{
	//断言
	assert(ps);
	//断言pos
	assert(pos >= 0 && pos < ps->size);
	int begin = pos + 1;
	while (begin < ps->size)
	{
		ps->a[begin - 1] = ps->a[begin];
		++begin;
	}
	ps->size--;
}

//修改pos位置的信息
void SLModify(SL* ps, int pos, SLDataType x)
{
	//断言
	assert(ps);
	//判断pos
	assert(pos >= 0 && pos < ps->size);
	//直接换
	ps->a[pos] = x;
}

🌟结束语

今天内容就到这里啦，时间过得很快，大家沉下心来好好学习，会有一定的收获的，大家多多坚持，嘻嘻，成功路上注定孤独，因为坚持的人不多。那请大家举起自己的小说手给博主一键三连，有你们的支持是我最大的动力💞💞💞，回见。

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