数据结构2:线性表1-线性表类型及其特点

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简介

线性表最常用的数据结构之一,在实际应用中有着很多的应用,例如在操作系统中的各种链表以及数据库中的结构等。

线性表(LIST)的定义如下:零个或多个数据元素的有限序列。

从定义中可以看出线性表中的数据元素可以有零个,也可以有很多个,但总是有限的;数据元素与数据之间并不是无序的,而是有序的。除去第一个元素无前驱,最后一个数据元素无后继,每个数据元素如图所示。

线性表分类

根据存储类型,线性表分为顺序存储的线性表和链式存储的线性表。顺序存储的线性表(本教程简称为顺序表)的数据元素处于一片连续的存储空间内,有点类似于数组,如图2所示;

链式存储的线性表(本教程简称链表),元素与元素之间不是连续的,而是像链子连起来的一样,如图3所示。

顺序表和链表差异对比

由于存储方式的不同,导致顺序表和链表的实现方式和性能有着很大的差异,应用也又所不同(接下来的教程会详细进行讲解),如表所示。

比较项目 顺序表 链表
元素读取速度 可以根据线性表首地址和地址偏移量快速地计算出元素地址,可以迅速的获得想要读取的元素的值 查找某个元素需要对链表进行遍历,元素的位置不同,查找的时间也不同,平均时间较长
存储空间的使用 顺序表中所有的元素需要存储在一片连续的内存空间内,内存空间需要提前开辟,内存空间的大小很难把握,容易出现顺序表空间大小不够或者内存浪费的情况 内存空间可以根据元素的数量很灵活地进行开辟和释放,不需要整块较大的连续内存来存储,相对会节约
代码实现难度 可以依照数组或结构体数组的方式进行实现,相对而言,代码逻辑较为简单,易于理解和实现 需要使用指针和结构体的知识,在插入很删除元素时,涉及到较多的指针操作,链表类型较多,代码不易理解

函数接口

虽然顺序表和链表有着很大的差异,但是他们的应用接口函数(API函数)都是类似的,下面介绍一下线性表的API函数。

代码结构如下:

List.h中是线性表结构的定义和各个API函数声明现,List.c中是线性表的各个API函数具体实现(代码实际并未实现,本章只是进行简单的介绍,后续章节会有详细的功能代码)。

线性表的API函数:

c 复制代码
/*********************************
注意:
	本章节代码只是用于介绍线性表的
API函数和使用方法,函数和数据类型
本身实际意思不大,后续章节会有具体
的实现代码。
*********************************/
//定义线性表元素数据类型
typedef struct 
{
	int data;
}element;
//定义线性表数据类型
typedef struct
{
	int element;
	int length;
}List;
//生成一个线性表
List * ListCreate();
//销毁一个链表
int ListDestory(List *list); 
//清空一个链表
int ListClear (List *list);
//获取链表的长度
int ListGetLength(List *list);
//删除链表中相应位置的元素
element ListDelete(List *list, int position);
//在线性表中的相应位置添加元素
int ListAdd(List *list, int position, element e);
//获取线性表中相应位置的元素
element ListGet(List *list, int position);

函数调用代码

c 复制代码
#include "mylist.h"
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
int main()
{
	//建立一个线性表指针
	List * MyList = NULL;
	//建立三个线性表元素,并赋值
	element data0, data1, data2;
	data0.data = 0;
	data1.data = 1;
	data2.data = 2;
	//建立一个线性表
	MyList = ListCreate();
	//向线性表中增加元素
	ListAdd(MyList,0,data0);
	ListAdd(MyList,0,data1);
	ListAdd(MyList,1,data2);
	//获取线性表中0位置对应的元素
	ListGet(MyList, 0);
	//获取链表的长度
	ListGetLength(MyList);
	//删除线性表中1位置对应的长度
	ListDelete(MyList, 1);
	//清空线性表
	ListClear(MyList);
	//销毁线性表
	ListDestory(MyList);
	return 0;
}
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