P3156 【深基15.例1】询问学号

昨天我发布了关于数据结构线性表的学习知识（ 【数据结构】顺序表-CSDN博客）。所谓"纸上得来终觉浅"，光看不练可不行，下面我们来看一下顺序表的习题。

题目链接

题目解读

题目描述了一个场景，有 n 名同学陆续进入教室，我们知道他们的学号，学号在 1 到 10^9 之间。按同学进入教室的顺序给出学号。

我们需要完成以下几个主要任务：

定义一个结构体 SeqList 来表示存储学号的顺序表，其中包含学号数组 number 、最大容量 capacity 和有效数字个数 size 。

编写 init 函数来初始化顺序表。

编写 checkcapacity 函数来检查顺序表的容量，如果容量不足则进行扩容。

编写 insert 函数向顺序表中插入（尾插）学号。

听起来不难，那么下面开始写代码。

代码详解

1.定义SeqList结构体

结构体的定义和初始化都不难，咱们不过多解释，有问题可以在评论区讨论。

cpp 复制代码

typedef struct SeqList
{
	int* number;//学号
	int capacity;//最大容量
	int size;//有效数字个数
}SL;

2.初始化函数

cpp 复制代码

void init(SL* p)
{
	p->number=NULL;
	p->capacity=0;
	p->size=0;
}

3.检测容量足够与否并扩容

整体来说不难理解，看一下注释应该不成问题。唯一的难点可能是有些同学不懂realloc的用法，博主将它的用法放在了疑难解答，大家可以自行学习。

cpp 复制代码

/**
 * 检查并调整顺序表的容量
 * p 指向顺序表结构体的指针
 */
void checkcapacity(SL* p)
{
    // 如果指针为空，输出错误信息并退出程序
    if(p == NULL)
    {
        cout << "未检查到指针所指向数据" << endl;
        exit(1);
    }

    // 如果当前容量等于元素个数
    if(p->capacity == p->size)
    {
        // 计算新的容量，如果当前容量为 0，则新容量为 4，否则新容量为当前容量的 2 倍
        int newcapacity = p->capacity == 0? p->capacity = 4 : 2 * p->capacity;

        // 重新分配内存空间
        int* ps = (int*)realloc(p->number, newcapacity * sizeof(int));

        // 如果重新分配内存失败
        if(ps == NULL)
        {
            perror("realloc fail");
            exit(1);
        }

        // 更新顺序表的指针和容量
        p->number = ps;
        p->capacity = newcapacity;
    }
}

4.尾插函数

参数含义：

p：是指向顺序表结构体的指针，用来操作顺序表的相关数据。

x：要添加到顺序表末尾的数据。

cpp 复制代码

/**
 * 向顺序表中插入一个元素
 * p 指向顺序表结构体的指针
 * x 要插入的元素值
 */
void insert(SL* p, int x)
{
    // 如果指针为空，输出错误信息并退出程序
    if(p == NULL)
    {
        cout << "初始化失败" << endl;
        exit(1);
    }

    // 检查并调整顺序表的容量
    checkcapacity(p);

    // 将元素插入到顺序表中，并增加元素个数
    p->number[p->size++] = x;
}

完整代码

cpp 复制代码

#include<bits/stdc++.h>
#include<assert.h>
using namespace std;
typedef struct SeqList
{
	int* number;//学号
	int capacity;//最大容量
	int size;//有效数字个数
}SL;
void init(SL* p)
{
	p->number=NULL;
	p->capacity=0;
	p->size=0;
}
void checkcapacity(SL* p)
{
	if(p==NULL)
	{
		cout<<"未检查到指针所指向数据"<<endl;
		exit(1);
	}
	if(p->capacity==p->size)
	{
		int newcapacity=p->capacity==0?p->capacity=4:2*p->capacity;
		int* ps=(int*)realloc(p->number,newcapacity*sizeof(int));
		if(ps==NULL)
		{
			perror("realloc fail");
			exit(1);
		}
		p->number=ps;
		p->capacity=newcapacity;
	}
}
void insert(SL* p,int x)
{
	if(p==NULL)
	{
		cout<<"初始化失败"<<endl;
		exit(1);
	}
	checkcapacity(p);
	p->number[p->size++]=x;
}
main()
{
	SL s;
	init(&s);
	int n;
	int m;
	cin>>n>>m;
	for(int i=0;i<n;i++)
	{
		int x;
		cin>>x;
		insert(&s,x);
	}
	for(int i=0;i<m;i++)
	{
		int x;
		cin>>x;
		cout<<s.number[x-1]<<endl;
	}      
}

疑难解答

realloc的用法

realloc 函数用于重新分配内存块的大小。

函数原型：void *realloc(void *ptr, size_t size);

参数含义：

ptr：指向之前通过 malloc、calloc 或 realloc 分配的内存块的指针。

size：新的所需内存大小。

用法及作用：

如果 ptr 为 NULL，则 realloc 的功能类似于 malloc，分配指定大小的内存。

如果 size 为 0 且 ptr 不为 NULL，则相当于释放 ptr 指向的内存，类似于 free 函数。

否则，realloc 尝试改变之前分配的内存块的大小。如果有足够的连续空间可扩展现有内存块，会在原地进行扩展并返回原指针。如果没有足够的连续空间，会分配新的内存块，将原有数据复制到新位置，并释放旧的内存块，然后返回新的指针。

例如：

cpp 复制代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
 
int main() 
{
    int *ptr = (int *)malloc(sizeof(int) * 5);  // 分配 5 个整数的内存
 
    // 填充一些数据
    for (int i = 0; i < 5; i++) 
    {
        ptr[i] = i;
    }
 
    int *newPtr = (int *)realloc(ptr, sizeof(int) * 10);  // 重新分配为 10 个整数的内存
 
    if (newPtr!= NULL) 
    {
        ptr = newPtr;  // 更新指针
 
        // 继续使用扩展后的内存
        for (int i = 5; i < 10; i++) 
        {
            ptr[i] = i;
        }
 
        // 输出数据
        for (int i = 0; i < 10; i++) 
        {
            printf("%d ", ptr[i]);
        }
        printf("\n");
 
        free(ptr);  // 释放内存
    } 
    else 
    {
        printf("Reallocation failed!\n");//创建失败提示信息
    }
 
    return 0;
}