一、线性表
线性表 (linear list)是由 n 个具有相同特性的数据元素组成的有限序列。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 。但是在物理结构 上并不一定是连续的,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。
二、顺序表
1、概念与结构
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。
顺序表和数组的关系:
(1)顺序表的底层结构是数组;
(2)顺序表已经实现在数组中增加数据、删除数据、修改数据、查找数据等功能,是对数组的封装。
2、分类
(1)静态顺序表
概念:使用定长数组存储元素。
typedef int SLDataType;
#define N 7
typedef struct SeqList
{
SLDataType a[ N ] ; //定长数组
int size ; //有效数据个数
}SL ;
静态顺序表的缺陷:空间给小了,空间不够用;空间给大了,会造成空间浪费。
(2)动态顺序表
概念:动态顺序表可以按需申请空间。
typedef int SLDataType;
typedef struct SeqList
{
SLDataType* a ; //可增容(增加容量)
int size ; //有效数据个数
int capacity ; //空间容量
}SL ;
三、动态顺序表的实现
项目创建的时候,要创建一个头文件(.h)SeqList.h ,两个源文件(.c)SeqList.c ,test.c 。SeqList.h 用于定义结构体和声明函数;SeqList.c 用于实现函数;test.c 用于测试函数,每实现一个函数要进行测试,编写代码过程中要勤测试,避免写出大量代码后再测试而导致出现问题,问题定位无从下手。
(1)SeqList.h
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
//声明结构体
typedef int SLDataType;
typedef struct SeqList
{
SLDataType* arr;
int size;
int capacity;
}SL;
//初始化结构体的函数
void Init_SL(SL* ps);
//判断空间是否充满的函数
void Check_Capacity_SL(SL* ps);
//实现尾插(从尾部插入数值)
void Push_Back_SL(SL* ps, SLDataType x);
//实现头插(从下标为0的位置插入数据)
void Push_Front_SL(SL* ps, SLDataType x);
//实现打印ps->arr数组的函数,可用于测试
void Print_SL(SL* ps);
//实现尾删(从尾部删除数值)
void Pop_Back_SL(SL* ps);
//实现头删(删除下标为0的元素,其余元素前移)
void Pop_Front_SL(SL* ps);
//实现查找数值的函数,找到就返回下标;未找到就返回-1;
int Find_Data_SL(SL* ps, SLDataType x);
//实现指定位置之前插入数据,site是要插入的位置,x是要插入的数据
void Insert_SL(SL* ps, int site, SLDataType x);
//实现删除指定位置的数据
void Delete_SL(SL* ps, int site);
//使用结束,实现销毁顺序表的函数
void Destroy_SL(SL* ps);
(2)SeqList.c
#include"SeqList.h"
//初始化结构体的函数
void Init_SL(SL* ps)
{
ps->arr = NULL;
ps->size = ps->capacity = 0;
}
//判断空间是否充满的函数
void Check_Capacity_SL(SL* ps)
{
if (ps->size == ps->capacity)
{
int newcapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->capacity;
SLDataType* tmp = (SLDataType*)realloc(ps->arr, newcapacity * sizeof(SLDataType));
if (!tmp)
{
perror("realloc ");
exit(1);
}
ps->arr = tmp;
ps->capacity = newcapacity;
}
}
注意:增容一般成倍数去增加,一般是3倍,2倍......推荐是2倍去增加。若每次只增加一个空间,会存在频繁扩容,扩容的过程是:重新找大空间->拷贝旧数据->释放旧空间。频繁扩容会导致程序执行效率低下。
//实现尾插(从尾部插入数值)
void Push_Back_SL(SL* ps, SLDataType x)
{
assert(ps); //ps不能为NULL
Check_Capacity_SL(ps);
ps->arr[ps->size++] = x;
}
//实现头插(从下标为0的位置插入数据)
void Push_Front_SL(SL* ps, SLDataType x)
{
assert(ps);
Check_Capacity_SL(ps);
for (int i = ps->size; i > 0; i--)
{
ps->arr[i] = ps->arr[i - 1];
}
ps->arr[0] = x;
ps->size++;
}
//实现打印ps->arr数组的函数,可用于测试
void Print_SL(SL* ps)
{
for (int i = 0; i < ps->size; i++)
{
printf("%d ", ps->arr[i]);
}
printf("\n");
}
//实现尾删(从尾部删除数值)
void Pop_Back_SL(SL* ps)
{
assert(ps && ps->size);
ps->size--;
}
//实现头删(删除下标为0的元素,其余元素前移)
void Pop_Front_SL(SL* ps)
{
assert(ps && ps->size);
for (int i = 0; i < ps->size - 1; i++)
{
ps->arr[i] = ps->arr[i + 1];
}
ps->size--;
}
//实现查找数值的函数,找到就返回下标;未找到就返回-1;
int Find_Data_SL(SL* ps, SLDataType x)
{
assert(ps);
for (int i = 0; i < ps->size; i++)
{
if (ps->arr[i] == x)
{
return i;
}
}
return -1;
}
//实现指定位置之前插入数据
void Insert_SL(SL* ps, int site, SLDataType x)
{
assert(ps && site >= 0 && site <= ps->size);
Check_Capacity_SL(ps);
for (int i = ps->size; i > site; i--)
{
ps->arr[i] = ps->arr[i - 1];
}
ps->arr[site] = x;
ps->size++;
}
//实现删除指定位置的数据
void Delete_SL(SL* ps, int site)
{
assert(ps && site >= 0 && site < ps->size);
for (int i = site; i < ps->size - 1; i++)
{
ps->arr[i] = ps->arr[i + 1];
}
ps->size--;
}
//使用结束,实现销毁顺序表的函数
void Destroy_SL(SL* ps)
{
if (ps->arr)
{
free(ps->arr);
}
ps->arr = NULL;
ps->size = ps->capacity = 0;
}
test.c自行测试,这里不予提供。