数据结构入门（3）1：顺序表接口实现

前言

本文将一一介绍顺序表基本功能的接口实现，帮助大家提高编程能力，加深对数据结构的理解

本文将以动态顺序表为主进行解释

基本接口功能

#pragma once
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>

typedef int SLDataType;
typedef struct SeqList
{
	SLDataType* a;
	int size;
	int capacity;
}SeqList;

//常用接口
//顺序表初始化
void SeqListInit(SeqList* psl);
// 检查空间，如果满了，进行增容
void CheckCapacity(SeqList* psl);
// 顺序表尾插
void SeqListPushBack(SeqList* psl, SLDataType x);
// 顺序表尾删
void SeqListPopBack(SeqList* psl);
// 顺序表头插
void SeqListPushFront(SeqList* psl, SLDataType x);
// 顺序表头删
void SeqListPopFront(SeqList* psl);
// 顺序表查找
int SeqListFind(SeqList* psl, SLDataType x);
// 顺序表在pos位置插入x
void SeqListInsert(SeqList* psl, size_t pos, SLDataType x);
// 顺序表删除pos位置的值
void SeqListErase(SeqList* psl, size_t pos);
// 顺序表销毁
void SeqListDestory(SeqList* psl);
// 顺序表打印
void SeqListPrint(SeqList* psl);

顺序表初始化

将顺序表结构体里的成员变量该置0置0，该置空置空，因为在创建初，成员变量存放的都是随机值，整型存放的是随机数，指针指向的是随机地址，如果不初始化就进行调用的话，容易导致内存错误。

同时将顺序表指针断言一下，以免传入空指针。

void SeqListInit(SeqList* psl)
{
	assert(psl);

	psl->a = NULL;
	psl->size = 0;
	psl->capacity = 0;
}

检查容量函数

动态顺序表的好处就是，我们可以根据需要判断是否需要扩容，因为扩容函数方便。设想一下，如果是静态顺序表的话（用数组存储的顺序表），就得一开始创建好，定好容量后就不能改变了，过多且不说，万一少了咋办，而且多了话还会浪费不必要的内存。

实现原理：

当顺序表内元素个数等于最大容量就扩容，且每次是双倍扩容，但是当最大容量为0时（创建初）将最大容量设置为4即可，这是考虑到了0*任何数都等于0的情况。

动态顺序表，利用动态内存管理相关的函数relloc申请内存分配。

这里提一下，因为relloc的功能是在已经通过动态申请的内存上进行扩大或缩小，但当创建初，顺序的表的指针为空，则此时realloc的功能就等于malloc。

cpp 复制代码

void CheckCapacity(SeqList* psl)
{
	assert(psl);
	if (psl->size == psl->capacity)
	{
		int newcapacity = psl->capacity == 0 ? 4 : psl->capacity * 2;//双倍扩容
		SLDataType* ptr = (SLDataType*)realloc(psl->a, sizeof(SLDataType) * newcapacity);
		if (ptr == NULL)
		{
			perror("return fail");
			return;
		}
		psl->a = ptr;
		psl->capacity = newcapacity;
	}
}

顺序表尾插

这是顺序表插入元素最简单的方法，但每次插入前，记得使用一下检查容量函数，插入后，个数size记得加1.

cpp 复制代码

void SeqListPushBack(SeqList* psl, SLDataType x)
{
	assert(psl);
	CheckCapacity(psl);
	psl->a[psl->size++] = x;
}

顺序表尾删

直接size--就行，被剪掉的那个元素会被丢弃

cpp 复制代码

void SeqListPopBack(SeqList* psl)
{
	assert(psl);
	assert(psl->size != 0);
	psl->size--;
}

顺序表头插

头插有讲究，不能直接像尾插那样直接放数据进去，那样第一个元素就被覆盖掉了，所以就得将整个数组的元素位置向后移一个，将数组按照从后往前的顺序整体往后移（避免覆盖丢失数据），这样数组的头一个元素就空出来了，此时才能往里放数据。

和尾插一样，检查一下容量，size++。

cpp 复制代码

void SeqListPushFront(SeqList* psl, SLDataType x)
{
	assert(psl);
	CheckCapacity(psl);
	int end = psl->size - 1;
	for (int i = end; i >= 0; i--)
	{
		psl->a[i + 1] = psl->a[i];
	}
	psl->a[0] = x;
	psl->size++;
}

顺序表头删

头删和头插一样有讲究，将数组头后面的元素整体向前移完成覆盖，从头往后的顺序向前移，移完后记得将size--。

cpp 复制代码

void SeqListPopFront(SeqList* psl)
{
	assert(psl);
	assert(psl->size != 0);
	int begin = 1;
	while (begin < psl->size)
	{
		psl->a[begin - 1] = psl->a[begin];
		begin++;
	}
	psl->size--;
}

顺序表查找

没什么好说的，就是简单的数组查找

cpp 复制代码

int SeqListFind(SeqList* psl, SLDataType x)
{
	assert(psl);
	for (int i = 0; i < psl->size; i++)
	{
		if (psl->a[i] == x)
		{
			return i+1;
		}
	}
	return 0;
}

顺序表在pos位置插入x

不管是什么插入，都要检查一下容量。

先找到对应的pos位置，将pos后面的所有数组，按照从后往前的顺序向后移，之后再进行插入，记得size++。

cpp 复制代码

void SeqListInsert(SeqList* psl, int pos, SLDataType x)
{
	assert(psl);
	assert(pos >= 0 && pos <= psl->size);
	CheckCapacity(psl);
	int end = psl->size - 1;
	while (end >= pos)
	{
		psl->a[end + 1] = psl->a[end];
		end--;
	}
	psl->a[pos] = x;
	psl->size++;

}

顺序表删除pos位置的值

和上面的一个原理，但不一样的是将pos后面的数组按从前往后的顺序往前移实现覆盖，记得size--。

cpp 复制代码

void SeqListErase(SeqList* psl, size_t pos)
{
	assert(psl);
	assert(pos >= 0 && pos < psl->size);
	int begin = pos + 1;
	int end = psl->size - 1;
	while (begin <= end)
	{
		psl->a[begin - 1] = psl->a[begin];
		begin++;
	}
	psl->size--;
}

顺序表销毁

该置0置0，该freefree，记得将free后的指针置空。

cpp 复制代码

void SeqListDestory(SeqList* psl)
{
	assert(psl);
	if (psl->a != NULL)
	{
		free(psl->a);
		psl->capacity = 0;
		psl->size = 0;
	}
}

顺序表打印

cpp 复制代码

void SeqListPrint(SeqList* psl)
{
	assert(psl);
	for (int i = 0; i < psl->size; i++)
	{
		printf("%d ", psl->a[i]);
	}
	printf("\n");
}

以上这些就是顺序表的基本功能实现细节，虽然都一一列了出来，但还是希望各位能够去根据每一个功能的思想自己写出来，加深印象。