数据结构（顺序表）

星霜旅人2024-09-28 16:43

目录

线性表的概念

顺序表的概念

顺序表的分类

静态顺序表

动态顺序表

动态顺序表的初始化

动态顺序表的销毁

动态顺序表的增容

动态顺序表尾插数据

动态顺序表头插数据

动态顺序表尾删数据

动态顺序表头删数据

动态顺序表任意位置增加数据

动态顺序表任意位置删除数据

动态顺序表的成员查找

致谢

无论你期望或者不期望，清晨依旧来临。 -- 谏山创 《进击的巨人》

线性表的概念

1.线性表是n个具有相同特性的数据元素的有限序列。

2.线性表在逻辑上是线性结构，但是在物理结构上并不⼀定是连续的。

3.线性表在物理上存储时，通常以数组和链式结构的形式存储。

顺序表的概念

  1. 顺序表是⽤⼀段物理地址连续的存储单元依次存储数据元素的线性结构.

  2. ⼀般情况下采⽤数组存储，即顺序表是对数组的封装,实现了常⽤的增删改查等接口。

  3. 顺序表的底层是数组，但是在数组基础上，添加了很多其他的功能。

形象的理解，把数组比作成一辆黄包车，那么顺序表就是一辆专车，除了把你运输到目的地之外，还能提供其他黄包车没有的服务。

顺序表的分类

静态顺序表

  1. 使⽤定⻓数组存储元素。

  2. 空间给少了不够⽤，给多了造成空间浪费。

  3. 一般不用静态顺序表。

cpp 复制代码 
#define N 7 //方便后期修改成其他数字大小,一键替换
typedef int SLDataType; //方便后期修改成其他类型,一键替换
typedef struct SeqList
{
	SLDataType a[N];//定长数组
	int size;//有效的数据个数
}SL;//把struct SeqList结构体重命名为SL

动态顺序表

  1. 结构体成员变量声明时不能初始化。（但可以宏定义）
cpp 复制代码 
typedef int SLDataType;//方便后期修改成其他类型,一键替换
typedef struct SeqList
{
	SLDataType* arr;
    int capacity;//顺序表的容量
	int size;//有效数据大小
}SL;//把struct SeqList结构体重命名为SL

动态顺序表的初始化

  1. 不能直接传值给形参来实现初始化。
cpp 复制代码 
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
typedef int SLDataType;
typedef struct SeqList
{
	SLDataType* arr;
	int size;
	int capacity;
}SL;
void test(SL s)
{
	s.arr = NULL;
	s.size = s.capacity = 0;
	return 0;
}
int main()
{
	SL s1;
	test(s1);//由于传值，所以函数调用完后，形参空间释放，实参无影响，故还是没有初始化
	return 0;
}
  1. 可以通过传地址给形参来实现初始化。
cpp 复制代码 
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
typedef int SLDataType;
typedef struct SeqList
{
	SLDataType* arr;
	int size;
	int capacity;
}SL;
void test(SL* ps)
{
	ps->arr = NULL;
	ps->size = ps->capacity = 0;
	return 0;
}
int main()
{
	SL s1;
	test(&s1);
	return 0;
}
//ps->相当于*(p.s)

如果直接传值，那么结构体变量s1将无法初始化，因为形参初始化完后，就直接释放了内存空间。

如果传地址的话，那么形参和实参共用一块地址，所以结构体变量s1就能实现初始化。

动态顺序表的销毁

cpp 复制代码 
void test2(SL* ps)
{
	if (ps->arr!=NULL)//如果arr不是NULL，则进入
	{
		free(ps->arr);//释放空间
	}
	ps->arr = NULL;
	ps->size = ps->capacity = 0;
	return 0;
}

顺序表的销毁与初始化很像，多了一个操作：如果结构体变量s1占用了内存，那么先释放内存，再将结构体变量s1初始化。

动态顺序表的增容

  1. 增容一般成倍数增容，一般2倍或者3倍。
cpp 复制代码 
void test3(SL* ps)
{
    assert(ps);//防止传入空指针
	if (ps->size== ps->capacity)//判断后面是否还有剩余空间,如果没有则进入扩容
	{
		int NEWcapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity * 2;//防止capacity为0
		SLDataType* tem = (SLDataType*)relloc(ps->arr, NEWcapacity  * sizeof(SLDataType);
		if (tem == NULL)//判断是否扩容失败，如果失败则进入退出程序
		{
			perror("relloc fail");//显示增容错误
			exit(1);//退出程序
		}
		ps->arr = tem;
		ps->capacity = NEWcapacity;//更新成员内容
	}
	return 0;
}

动态顺序表尾插数据

cpp 复制代码 
void test3(SL* ps, SLDataType x)
{
	assert(ps);//防止传入空指针
	if (ps->size== ps->capacity)//判断后面是否还有剩余空间,如果没有则进入扩容
	{
		int NEWcapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity * 2;
		SLDataType* tem = (SLDataType*)relloc(ps->arr, NEWcapacity  * sizeof(SLDataType);
		if (tem == NULL)//判断是否扩容失败，如果失败则进入退出程序
		{
			perror("relloc fail");//显示增容错误
			exit(1);//退出程序
		}
		ps->arr = tem;
		ps->capacity = NEWcapacity;
	}
	ps->arr[ps->size++] = x;//尾部插入
	return 0;
}

动态顺序表头插数据

cpp 复制代码 
void test3(SL* ps, SLDataType x)
{
	assert(ps);//防止传入空指针
	if (ps->size == ps->capacity)//判断后面是否还有剩余空间,如果没有则进入扩容
	{
		int NEWcapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity * 2;
		SLDataType* tem = (SLDataType*)relloc(ps->arr, NEWcapacity * sizeof(SLDataType);
		if (tem == NULL)//判断是否扩容失败，如果失败则进入退出程序
		{
			perror("relloc fail");//显示增容错误
			exit(1);//退出程序
		}
		ps->arr = tem;
		ps->capacity = NEWcapacity;
	}
	for (int i = ps->size;i>0; i--)
	{
		ps->arr[i] = ps->arr[i - 1];
	}
    ps->arr[0]=x;
	return 0;
}

动态顺序表尾删数据

cpp 复制代码 
void test5(SL* ps)
{
	assert(ps);//防止传入空指针，不能进行解引用
	assert(ps->size);//防止没有有效数据
	ps->size--;//有效成员个数减一
	return 0;
}

动态顺序表头删数据

cpp 复制代码 
void test6(SL* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->size);
	for (int i = 1; i < ps->size-1; i++)//除了第一个数组成员，其余的都往前移一位
	{
		ps->arr[i - 1] = ps->arr[i];
	}
	ps->size--;//有效成员个数减一
	return 0;
}

动态顺序表任意位置增加数据

cpp 复制代码 
void test7(SL* ps,int pos, SLDataType x)
{
	assert(ps);
	assert(pos > 0 && pos < ps->size);
	if (ps->size == ps->capacity)//判断后面是否还有剩余空间,如果没有则进入扩容
	{
		int NEWcapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity * 2;
		SLDataType* tem = (SLDataType*)relloc(ps->arr, NEWcapacity * sizeof(SLDataType);
		if (tem == NULL)//判断是否扩容失败，如果失败则进入退出程序
		{
			perror("relloc fail");//显示增容错误
			exit(1);//退出程序
		}
		ps->arr = tem;
		ps->capacity = NEWcapacity;
	}
	for (int i = ps->size; i>pos; i--)
	{
		ps->arr[i] = ps->arr[i - 1];
	}
	ps->arr[pos] = x;
	ps->size++;
	return 0;
}

动态顺序表任意位置删除数据

cpp 复制代码 
void test7(SL* ps, int pos, SLDataType x)
{
	assert(ps);
	assert(pos > 0 && pos < ps->size);
	for (int i = pos; i < ps->size-1; i++)
	{
		ps->arr[i] = ps->arr[i + 1];
	}
	ps->size--;
	return 0;
}

动态顺序表的成员查找

cpp 复制代码 
int test8(SL* ps,SLDataType x)
{
	assert(ps);
	for (int i = 0; i < ps->size; i++)
	{
		if (ps->arr[ps->size] == x)
		{
			printf("找到了");
			return x;
		}
	}
	return -1;//如果没有找到则返回一个无效的下标
}

致谢

感谢您花时间阅读这篇文章！如果您对本文有任何疑问、建议或是想要分享您的看法，请不要犹豫，在评论区留下您的宝贵意见。每一次互动都是我前进的动力，您的支持是我最大的鼓励。期待与您的交流，让我们共同成长，探索技术世界的无限可能！

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