【数据结构】线性表——顺序表

文章目录

一、线性表
二、顺序表
三、顺序表的劣势

一、线性表

线性表（linear list）是n个具有相同特性的数据元素的有限序列 。线性表是一种在实际中广泛使用的数据结构，常见的线性表：顺序表、链表、栈、队列、字符串...

线性表 在逻辑上是线性结构 ，也就说是连续的一条直线（如图一）。但是在物理结构 上并不一定 是连续的（如图二）。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。 (假设在32位机器上)

二、顺序表

2.1概念及结构

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，一般情况下采用数组存储。在数组上完成数据的增删查改。

顺序表一般可以分为：

静态顺序表：使用定长数组存储元素 。（如下图）
动态顺序表：使用动态开辟的数组 存储。

说白了顺序表就是数组 😆没想到把~意不意外

虽说顺序表就是数组，但是也不能说顺序表没用，在高级的储存单元里面（如二叉树）底层就是使用顺序表的。

2.2、顺序表接口实现

静态顺序表只适用于确定知道需要存多少数据的场景。静态顺序表的定长数组导致N定大了，空间开多了浪费，开少了不够用。所以现实中基本都是使用动态顺序表，根据需要动态的分配空间大小，所以下面我们实现动态顺序表。

2.2.1、顺序表的动态存储

函数命名规则借鉴CPP的stl库进行命名。

首先创建一个结构体，用于储存顺序表结构。

c 复制代码

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

typedef int SLDateType;把顺序表结构的类型重命名为：SLDateType。若将来如果要改变数据顺序表内容的结构类型。可以极为方便的改变。
在结构体中定义了。顺序表的总体大小和当前容量。以便确认是否需要扩容。
定义的SLDateType*用于接收动态开辟的内存。
size是顺序表的大小。
capacity是顺序表当前的元素数量。

2.2.2、顺序表初始化

c 复制代码

void SeqListInit(SeqList* ps) {
	
	SLDateType* arr = (SLDateType*)malloc(sizeof(SLDateType) * 2);
	if (arr == NULL) {
		perror("malloc in SeqListInit of arr::");
	}
	ps->a = arr;
	ps->size = 2;
	ps->capacity = 0;
}

因为顺序表的结构体是没有进行内存划分的。所以需要把顺序表的结构体进行初始化。
默认开辟两个空间。
在成功开辟后。把size设置为2。capacity设置为0。

2.2.3、检查空间判断进行增容

c 复制代码

void CheckCapacity(SeqList* ps) {
	if (ps->capacity == ps->size) {
		SLDateType* arr = (SLDateType*)realloc(ps->a, sizeof(SLDateType) * ps->size * 2);
		if (arr == NULL) {
			perror("realloc in SeqListPushBack");
		}
		ps->a = arr;
		ps->size *= 2;
	}
}

每次进行插入都需要判断空间是否足够，所以，需要提前完成检查空间函数。
每次扩容扩二倍。

2.2.4、顺序表尾插、尾删

c 复制代码

void SeqListPushBack(SeqList* ps, SLDateType x) {
	assert(ps);
	CheckCapacity(ps);
	//int i = ps->capacity;
	(ps->a)[ps->capacity] = x;
	ps->capacity++;
}

与数组的插入，并无二意。

c 复制代码

void SeqListPopBack(SeqList* ps) {
	assert(ps && ps->capacity);
	ps->capacity--;
}

只要把当前数据。进行减减。无需把顺序表中的内容进行删除 。因为再次尾插数据，就会把之前的数据覆盖。

2.2.5、顺序表头插、头删

c 复制代码

void SeqListPushFront(SeqList* ps, SLDateType x) {
	assert(ps);

	CheckCapacity(ps);


	memmove(((ps->a) + 1), ps->a, sizeof(SLDateType) * ps->capacity);
	ps->a[0] = x;
	ps->capacity++;
}

顺序表的头插需要把全部数据往后移动一位。
移动完成后就插入数据到头部空位。

c 复制代码

void SeqListPopFront(SeqList* ps) {
	assert(ps && ps->capacity);
	ps->capacity--;
	memmove(ps->a, ((ps->a) + 1), sizeof(SLDateType) * ps->capacity);
}

头删只需要把后面一位的数据全部往前移动一位 。即可覆盖首元素的数据。

2.2.6、顺序表查找

c 复制代码

int SeqListFind(SeqList* ps, SLDateType x) {
	assert(ps && ps->capacity);
	for (int i = 0; i < ps->capacity; i++) {
		if (ps->a[i] == x) {
			return i;
		}
	}
	return -1;
}

与数组查找数据一样，循环遍历即可。

2.2.7、顺序表在pos位置插入x

c 复制代码

void SeqListInsert(SeqList* ps, int pos, SLDateType x) {
	assert(ps && ps->capacity);

	CheckCapacity(ps);

	memmove(ps->a + pos, ps->a + pos - 1, sizeof(SLDateType) * (ps->capacity - pos + 1));
	ps->a[pos - 1] = x;
	ps->capacity++;
}

找到对应位置 后，从当前位置位置到数据结尾的内容全部向后移动一位 。然后再在该位置进行数据的赋值。

2.2.8、顺序表删除pos位置的值

c 复制代码

void SeqListErase(SeqList* ps, int pos) {
	assert(ps && ps->capacity);
	memmove(ps->a + pos - 1, ps->a + pos, sizeof(SLDateType) * (ps->capacity - pos + 1));
	
	ps->capacity--;

}

找到需要删除的pos位置后。把pos后一位的内容全部向前移动一位即可把pos值原先的内容覆盖。做到删除pos位置的值。

2.2.9、顺序表销毁

c 复制代码

void SeqListDestroy(SeqList* ps) {
	assert(ps && ps->a);
	free(ps->a);
	ps->a = NULL;
	ps->size = 0;
	ps->capacity = 0;
}

直接把动态开辟的内存释放掉，然后再把ps结构体中全部内容赋为空或零值。

2.2.10、顺序表打印

c 复制代码

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

与数组的循环打印并无二样。
把循环结束条件定为capacity，这样做可以把尾删的数据不再打印数据中。

三、顺序表的劣势

中间/头部的插入删除，时间复杂度为O(N)
增容需要申请新空间，拷贝数据，释放旧空间。会有不小的消耗。
增容一般是呈2倍的增长，势必会有一定的空间浪费。例如当前容量为100，满了以后增容到200，我们再继续插入了5个数据，后面没有数据插入了，那么就浪费了95个数据空间。

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