数据结构:顺序表

一.数据结构的定义:

数据结构是计算机存储,组织数据的方式

二.顺序表的概念和结构:

1.线性表

线性表是n个具有相同特性的数据元素的有限序列

线性表在逻辑上是线性结构,但是在物理结构上不一定是连续的,线性表在物理上存储的时候,通常以数组和链式结构的形式存储

2.顺序表的分类

顺序表的逻辑结构是线性的,物理结构是连续的

顺序表的底层结构是数组,对数组的封装,实现了对常用的增删改查等接口

(1)静态顺序表

使用定长数组存储元素

结构体包括申请空间的大小和实际有效空间的大小(实际存储了数据的空间)

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#define N 10
typedef int SLDateType;
struct Seqlist
{
    SLDateType a[N];//实际申请空间
    int size;//有效空间
};

缺陷:空间给少了不够用,导致数据丢失,给多了会造成空间浪费

(2)动态顺序表

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typedef int SLDateType;
typedef struct SeqList
{
    SLDateType* arr;//存储数据的底层结构
    int capacity;//记录顺序表的空间大小
    int size;//记录顺序表当前有效的数据个数
}SL;//使用typedef重命名结构体可以方便使用

3.动态顺序表的实现

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typedef int SLDateType;
typedef struct SeqList
{
    SLDateType* arr;
    int capacity;
    int size;
}SL;

(1)顺序表初始化:

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void SLInit(SL *sl)
{
    sl->arr = NULL;
    sl->size = sl->capacity = 0;
}

(2)顺序表尾部插入:

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void SLOPushBack(SL *sl,SLDateType x)
{
    if(sl == NULL)
        return;
    //空间不够,扩容
    SLCheckCapacity(sl);
    //空间足够,直接插入
    sl->arr[sl->size] = x;
    sl->size++;

}

(3)顺序表扩容:

扩容的方法:1.一次扩充一个空间,防止造成空间的浪费

2.一次扩容固定大小的空间

3.成倍数增加(扩容效率最高)

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void SLCheckCapacity(SL *sl)
{
    if(sl->size == sl->capacity)
    {
        int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : 2 * ps ->capacity;
        SLDateType *tmp = (SLDateType *)realloc(ps->arr,newCapacity*sizeof(SLDateType));
        if(tmp == NULL)
        {
            perror("realloc fail");
            exit(1);//扩容失败直接中断程序
        }
        //扩容成功
        ps->arr = tmp;
        ps->capacity = newCapacity;
    }
}

(4)打印顺序表

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

(5)顺序表头部插入

如果直接经数据放在头部,则原本的头部数据会丢失,因此需要将数据集体后移

为防止数据丢失,因该采取从尾部开始后移的策略

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void SLOPushFront(SL *sl,SLDateType X)
{
    if(sl == NULL)
        return;
    //空间不够,扩容
    SLCheckCapacity(sl);
    //空间足够,旧数据后移一位
    for(int i = sl->size;i > 0;i--)
    {
        sl->arr[i] = ps->arr[i - 1];
    }
    sl->arr[0] = x;
    sl->size++;
}

(6)顺序表尾部删除

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void SLPopBack(SL *sl)
{
    //顺序表为空
    if(ps == 0)
        return;
    if(ps->size == 0)
        return;
    
    //顺序表不为空
    ps->size--;

}

注意:因为size是指有效空间,因此只要令size--,就可以实现尾部的删除,位于size外的数据无法被访问

(7)顺序表头部删除

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void SLPopFront(SL *sl)
{
    //顺序表为空
    if(ps == 0)
        return;
    if(ps->size == 0)
        return;

    //顺序表不为空
    for(int i = 0;i < sl->size - 1;i++)
        sl->a[i] = sl->a[i+1];
    sl->size--;
}

(8)任意位置插入数据

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void SLInsert(SL *sl,int pos,SLDateType x)
{
    if(sl == NULL)
        return;

    if(pos < 0 || pos > sl->size)
        return;

    SLCheckCapacity(sl);
    
    //pos及以后的数据后移一位,pos空出
    for(int i = sl->size;i > pos;i--)
    {
        sl->arr[i] = sl->arr[i - 1];
    }
    sl->arr[pos] = x;
    ps->size++;
}

(9)任意位置删除数据

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void SLDestory(SL *sl,int pos)
{
    //判断是否为空
    if(sl == NULL)
        return;
    if(pos < 0 || pos < sl->size)
        return;
    //向前移
    for(int i = pos+1;i < sl->size - 1;i++)
    {
        sl->arr[i] = sl->arr[i + 1];
    }
    sl->size--;
}

(10)在顺序表中查找

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int SLFind(SL *sl,SLDateType x)
{
    if(sl == NULL)
        return;
    for(int i = 0; i < sl->size,i++)
    {
        if(sl->arr[i] == x)
            return i;
    }
    return -1;//表示没有找到
}

(10)顺序表的销毁

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void SLDestory(SL *sl)
{
    if(sl == NULL)
        return;
    if(sl->arr != NULL)
        free(sl->arr);
    sl->arr = NULL;

    sl->size = sl->capacity = 0;
}