【数据结构与算法】动态数组
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前言
本篇文章就动态数组的设计，动态数组的初始化，动态数组插入和遍历功能实现，动态数组删除和销毁功能实现，动态数组分文件编写。
一、动态数组的设计
- 插入元素算法
判断线性表是否合法
判断插入位置是否合法
判断空间是否满足
把最后一个元素到插入位置的元素后移一个位置
将新元素插入
线性表长度加1 - 获取元素操作
判断线性表是否合法
判断位置是否合法
直接通过数组下标的方式获取元素 - 删除元素算法
判断线性表是否合法
判断删除位置是否合法
将元素取出
将删除位置后的元素分别向前移动一个位置
线性表长度减1
元素的插入
元素的删除
二、动态数组的初始化
动态数组结构体
c
// 动态数组结构体
struct dynamicArray
{
void** pAddr; //维护真实在堆区创建的数组的指针数组每个元素为void*
int m_capacity; //数组容量
int m_size; //数组大小
};动态数组初始化
c
// 初始化数组
struct dynamicArray* init_DynamicArray(int capacity)
{
if (capacity <= 0)
{
return NULL;
}
//给数组分配空间
struct dynamicArray* array = malloc(sizeof(struct dynamicArray));
if (array == NULL)
{
return;
}
//给数组初始化
array->pAddr = malloc(sizeof(struct dynamicArray) * capacity);
array->m_capacity = capacity;
array->m_size = 0;
return array;
}三、动态数组插入和遍历功能实现
插入数组
c
//插入数组
void insert_DynamicArray(struct dynamicArray* array, int pos, void* data)
{
if (array == NULL)
{
return;
}
if (data == NULL)
{
return;
}
//无效位置 尾插
if (pos < 0 || pos > array->m_size)
{
pos = array->m_size;
}
//判断是否满了，如果满 动态扩展
if (array->m_size == array->m_capacity)
{
//1.计算新空间大小
int newCapacity = array->m_capacity * 2;
//2.创建新空间
void** newSpace = malloc(sizeof(void*) * newCapacity);
//3.将原有数据拷贝到新空间下
memcpy(newSpace, array->pAddr, sizeof(void*) * array->m_capacity);
//4.释放原有内存空间
free(array->pAddr);
//5.更新新空间指向
array->pAddr = newSpace;
//6.更新新容量
array->m_capacity = newCapacity;
}
//插入新元素
//移动元素 进行插入新元素
for (int i = array->m_size - 1; i >= pos; i--)
{
//数据向后移动
array->pAddr[i + 1] = array->pAddr[i];
}
//将新元素 插入到指定位置上
array->pAddr[pos] = data;
//更新大小
array->m_size++;
}遍历数组
c
//遍历数组
void foreach_DynamicArray(struct dynamicArray* array,void(*myPrint)(void*) )//回调函数
{
if (array == NULL)
{
return;
}
if (myPrint == NULL)
{
return;
}
for (int i = 0; i < array->m_size; i++)
{
myPrint(array->pAddr[i]);
}
}测试
c
//测试
struct Person
{
char name[64];
int age;
};
void myPrintPerson(void* data)
{
struct Person* p = data;
printf("姓名： %s 年龄： %d\n", p->name, p->age);
}
int main() {
//初始化动态数组
struct dynamicArray* array = init_DynamicArray(5);
//准备数据
struct Person p1 = { "亚瑟", 18 };
struct Person p2 = { "妲己", 20 };
struct Person p3 = { "安琪拉", 19 };
struct Person p4 = { "凯", 21 };
struct Person p5 = { "孙悟空", 999 };
struct Person p6 = { "李白", 999 };
printf("插入数据前： 容量：%d 大小：%d\n", array->m_capacity, array->m_size);
//插入数据
insert_DynamicArray(array, 0, &p1);
insert_DynamicArray(array, 0, &p2);
insert_DynamicArray(array, 1, &p3);
insert_DynamicArray(array, 0, &p4);
insert_DynamicArray(array, -1, &p5);
insert_DynamicArray(array, 2, &p6);
//遍历数据
foreach_DynamicArray(array, myPrintPerson);
printf("插入数据后： 容量：%d 大小：%d\n", array->m_capacity, array->m_size);
}运行结果
四、动态数组删除和销毁功能实现
按位置删除
c
//删除数组 1、按位置删除
void removeByPos_DynamicArray(struct dynamicArray* array, int pos)
{
if (NULL == array)
{
return;
}
if (pos< 0 || pos> array->m_size - 1)
{
return;
}
//数据前移
for (int i = pos; i < array->m_size - 1; i++)
{
array->pAddr[i] = array->pAddr[i + 1];
}
//更新数组大小
array->m_size--;
}测试
c
int main() {
//初始化动态数组
struct dynamicArray* array = init_DynamicArray(5);
//准备数据
struct Person p1 = { "亚瑟", 18 };
struct Person p2 = { "妲己", 20 };
struct Person p3 = { "安琪拉", 19 };
struct Person p4 = { "凯", 21 };
struct Person p5 = { "孙悟空", 999 };
struct Person p6 = { "李白", 999 };
printf("插入数据前： 容量：%d 大小：%d\n", array->m_capacity, array->m_size);
//插入数据
insert_DynamicArray(array, 0, &p1);
insert_DynamicArray(array, 0, &p2);
insert_DynamicArray(array, 1, &p3);
insert_DynamicArray(array, 0, &p4);
insert_DynamicArray(array, -1, &p5);
insert_DynamicArray(array, 2, &p6);
//遍历数据
foreach_DynamicArray(array, myPrintPerson);
printf("插入数据后： 容量：%d 大小：%d\n", array->m_capacity, array->m_size);
//按位置删除
removeByPos_DynamicArray(array, 2);
printf("--------------------------\n");
foreach_DynamicArray(array, myPrintPerson);
printf("删除数据后： 容量：%d 大小：%d\n", array->m_capacity, array->m_size);
}测试结果：
按值删除
c
//删除数组 2、按值删除数据
void removeByValue_DynamicArray(struct dynamicArray* array, void* data, int (*myCompare)(void*, void*))
{
if (array == NULL)
{
return;
}
if (data == NULL)
{
return;
}
for (int i = 0; i < array->m_size; i++)
{
if (myCompare(array->pAddr[i], data))
{
//如果找到要删除的数据，i就是要删除的具体位置
removeByPos_DynamicArray(array, i);
break;
}
}
}测试
c
int myComparePerson(void* data1, void* data2)
{
struct Person* p1 = data1;
struct Person* p2 = data2;
return strcmp(p1->name, p2->name) == 0 && p1->age == p2->age;
}
int main() {
//初始化动态数组
struct dynamicArray* array = init_DynamicArray(5);
//准备数据
struct Person p1 = { "亚瑟", 18 };
struct Person p2 = { "妲己", 20 };
struct Person p3 = { "安琪拉", 19 };
struct Person p4 = { "凯", 21 };
struct Person p5 = { "孙悟空", 999 };
struct Person p6 = { "李白", 999 };
printf("插入数据前： 容量：%d 大小：%d\n", array->m_capacity, array->m_size);
//插入数据
insert_DynamicArray(array, 0, &p1);
insert_DynamicArray(array, 0, &p2);
insert_DynamicArray(array, 1, &p3);
insert_DynamicArray(array, 0, &p4);
insert_DynamicArray(array, -1, &p5);
insert_DynamicArray(array, 2, &p6);
//遍历数据
foreach_DynamicArray(array, myPrintPerson);
printf("插入数据后： 容量：%d 大小：%d\n", array->m_capacity, array->m_size);
//按位置删除
removeByPos_DynamicArray(array, 2);
printf("--------------------------\n");
foreach_DynamicArray(array, myPrintPerson);
printf("删除数据后： 容量：%d 大小：%d\n", array->m_capacity, array->m_size);
struct Person p = { "亚瑟", 18 };
removeByValue_DynamicArray(array, &p, myComparePerson);
printf("---------------------\n");
foreach_DynamicArray(array, myPrintPerson);
printf("删除数据后： 容量：%d 大小：%d\n", array->m_capacity, array->m_size);
}测试结果
销毁数组
c
//销毁数组
void destroy_DynamicArray(struct dynamicArray* array)
{
if (array == NULL)
{
return;
}
if (array->pAddr != NULL)
{
free(array->pAddr);
array->pAddr = NULL;
}
free(array);
array = NULL;
}五、动态数组分文件编写
dynamicArray.h
c
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#pragma once
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
//动态数组结构体
struct dynamicArray
{
void** pAddr; //维护真实在堆区创建的数组的指针
int m_capacity; // 数组容量
int m_size; //数组大小
};
//初始化数组
struct dynamicArray* init_DynamicArray(int capacity);
//插入数组
void insert_DynamicArray(struct dynamicArray* array, int pos, void* data);
//遍历数组
void foreach_DynamicArray(struct dynamicArray* array, void(*myPrint)(void*));
//删除数组 按位置删除
void removeByPos_DynamicArray(struct dynamicArray* array, int pos);
//按值删除数据
void removeByValue_DynamicArray(struct dynamicArray* array, void* data, int(*myCompare)(void*, void*));
//销毁数组
void destroy_DynamicArray(struct dynamicArray* array);dynamicArray.c
c
#include "dynamicArray.h"
//初始化数组
struct dynamicArray* init_DynamicArray(int capacity)
{
if (capacity <= 0)
{
return NULL;
}
//给数组分配空间
struct dynamicArray* array = malloc(sizeof(struct dynamicArray));
if (array == NULL)
{
return NULL;
}
//给数组初始化
array->pAddr = malloc(sizeof(void*) * capacity);
array->m_capacity = capacity;
array->m_size = 0;
return array;
}
//插入数组
void insert_DynamicArray(struct dynamicArray* array, int pos, void* data)
{
if (array == NULL)
{
return;
}
if (data == NULL)
{
return;
}
//无效位置 尾插
if (pos < 0 || pos > array->m_size)
{
pos = array->m_size;
}
//判断是否满了，如果满动态扩展
if (array->m_size == array->m_capacity)
{
//1、计算新空间大小
int newCapacity = array->m_capacity * 2;
//2、创建新空间
void** newSpace = malloc(sizeof(void*) * newCapacity);
//3、将原有数据拷贝到新空间下
memcpy(newSpace, array->pAddr, sizeof(void*) * array->m_capacity);
//4、释放原有内存空间
free(array->pAddr);
//5、更新新空间指向
array->pAddr = newSpace;
//6、更新新容量
array->m_capacity = newCapacity;
}
//插入新元素
//移动元素 进行插入新元素
for (int i = array->m_size - 1; i >= pos; i--)
{
//数据向后移动
array->pAddr[i + 1] = array->pAddr[i];
}
//将新元素 插入到指定位置上
array->pAddr[pos] = data;
//更新大小
array->m_size++;
}
//遍历数组
void foreach_DynamicArray(struct dynamicArray* array, void(*myPrint)(void*))
{
if (array == NULL)
{
return;
}
if (myPrint == NULL)
{
return;
}
for (int i = 0; i < array->m_size; i++)
{
myPrint(array->pAddr[i]);
}
}
//删除数组 按位置删除
void removeByPos_DynamicArray(struct dynamicArray* array, int pos)
{
if (NULL == array)
{
return;
}
if (pos < 0 || pos > array->m_size - 1)
{
return;
}
//数据前移
for (int i = pos; i < array->m_size - 1; i++)
{
array->pAddr[i] = array->pAddr[i + 1];
}
//更新数组大小
array->m_size--;
}
//按值删除数据
void removeByValue_DynamicArray(struct dynamicArray* array, void* data, int(*myCompare)(void*, void*))
{
if (array == NULL)
{
return;
}
if (data == NULL)
{
return;
}
for (int i = 0; i < array->m_size; i++)
{
if (myCompare(array->pAddr[i], data))
{
//如果找到要删除的数据，i就是要删除的具体位置
removeByPos_DynamicArray(array, i);
break;
}
}
}
//销毁数组
void destroy_DynamicArray(struct dynamicArray* array)
{
if (array == NULL)
{
return;
}
if (array->pAddr != NULL)
{
free(array->pAddr);
array->pAddr = NULL;
}
free(array);
array = NULL;
}动态数组.c
c
#include "dynamicArray.h"
//测试
struct Person
{
char name[64];
int age;
};
void myPrintPerson(void* data)
{
struct Person* p = data;
printf("姓名： %s 年龄： %d\n", p->name, p->age);
}
int myComparePerson(void* data1, void* data2)
{
struct Person* p1 = data1;
struct Person* p2 = data2;
return strcmp(p1->name, p2->name) == 0 && p1->age == p2->age;
}
int main() {
//初始化动态数组
struct dynamicArray* array = init_DynamicArray(5);
//准备数据
struct Person p1 = { "亚瑟", 18 };
struct Person p2 = { "妲己", 20 };
struct Person p3 = { "安琪拉", 19 };
struct Person p4 = { "凯", 21 };
struct Person p5 = { "孙悟空", 999 };
struct Person p6 = { "李白", 999 };
printf("插入数据前： 容量：%d 大小：%d\n", array->m_capacity, array->m_size);
//插入数据
insert_DynamicArray(array, 0, &p1);
insert_DynamicArray(array, 0, &p2);
insert_DynamicArray(array, 1, &p3);
insert_DynamicArray(array, 0, &p4);
insert_DynamicArray(array, -1, &p5);
insert_DynamicArray(array, 2, &p6);
//遍历数据
foreach_DynamicArray(array, myPrintPerson);
printf("插入数据后： 容量：%d 大小：%d\n", array->m_capacity, array->m_size);
//按位置删除
removeByPos_DynamicArray(array, 2);
printf("--------------------------\n");
foreach_DynamicArray(array, myPrintPerson);
printf("删除数据后： 容量：%d 大小：%d\n", array->m_capacity, array->m_size);
struct Person p = { "亚瑟", 18 };
removeByValue_DynamicArray(array, &p, myComparePerson);
printf("---------------------\n");
foreach_DynamicArray(array, myPrintPerson);
printf("删除数据后： 容量：%d 大小：%d\n", array->m_capacity, array->m_size);
//销毁数组
destroy_DynamicArray(array);
array = NULL;
return 0;
}总结
到这里这篇文章的内容就结束了，谢谢大家的观看，如果有好的建议可以留言喔，谢谢大家啦