顺序表专题

自然常数e2026-07-26 10:07

一、顺序表的概念及结构

（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。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。

案例：蔬菜分为绿叶类、瓜类、菌菇类。线性表指的是具有部分相同特性的一类数据结构的集合。

如何理解逻辑结构和物理结构？

二、顺序表分类

（一）顺序表和数组的区别

顺序表的底层结构是数组，对数组的封装，实现了常用的增删查改等接口。

（二）顺序表分类

1.静态顺序表

概念：使用定长数组储存元素

静态顺序表缺陷：空间给少了不够用，给多了造成空间浪费。

2.动态顺序表

可以按需申请空间，可增容。

三、顺序表的实现

（一）头文件与源文件的创建

1.Seqlish.h

首先，我们要创建一个头文件Seqlist.h。在这个头文件里面，我们主要来实现函数的声明，把所有的头文件和函数集中到同一个头文件中。

2.Seqlist.c

然后，我们需要创建一个源文件Seqlist.h。在这个源文件里面，我们主要来实现顺序表函数的定义。

3.test.c

最后，我们还应该创建一个源文件test.c。在这个源文件里面，我们主要来实现顺序表的测试。

（二）定义顺序表的结构

我们先在Seqlist.h的头文件中：

cpp 复制代码 
#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>



typedef int SLDataType;//对整型重命名
//动态顺序表
typedef struct SeqList
{
	SLDataType* arr;
	SLDataType size;//有效数据的个数
	SLDataType capacity;//空间大小
}SL;

（三）顺序表的初始化

在Seqlist.c的源文件中：

cpp 复制代码 
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"Seqlist.h"



//顺序表的初始化
void SLInit(SL* ps)
{	
	ps->arr = NULL;
	ps->size = ps->capacity = 0;
}

在Seqlist.h的头文件中：

cpp 复制代码 
//顺序表初始化
void SLInit(SL* ps);

在test.c的源文件中：

cpp 复制代码 
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"Seqlist.h"

void SLTest01()
{
	SL sl;
	SLInit(&sl);
}

int main()
{
	SLTest01();
	return 0; 
}

（四）顺序表的销毁

在Seqlist.c的源文件中：

cpp 复制代码 
//顺序表的销毁
void SLDestroy(SL* ps)
{
	if (ps->arr)
	{
		free(ps->arr);
	}
	ps->arr = NULL;
	ps->size = ps->capacity = 0;
}
//顺序表的打印
void SLPrint(SL s)
{
	for (int i = 0; i < s.size; i++)
	{
		printf(" %d", s.arr[i]);
	}
	printf("\n");
}

在Seqlist.h的头文件中：

cpp 复制代码 
void SLPrint(SL ps);//顺序表的打印
void SLDestroy(SL* ps);//顺序表的销毁

在test.c的源文件中：

cpp 复制代码 
void SLTest01()
{
	SL sl;
	SLInit(&sl);
	SLDestroy(&sl);
}

（五）头插的实现

在Seqlist.c的源文件中：

cpp 复制代码 
void SLCheckCapacity(SL* ps)
{
	if (ps->capacity == ps->size)
	{
		//申请空间
		//三目表达式
		int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity * 2;
		SLDataType* tmp = (SLDataType*)realloc(ps->arr, newCapacity * sizeof(SLDataType));
		if (tmp == NULL)
		{
			perror("realloc fail!");
			exit(1);
		}
		//空间申请成功
		ps->arr = tmp;
		ps->capacity = newCapacity;
	}
}

void SLPushFront(SL* ps, SLDataType x)
{
	assert(ps);
	SLCheckCapacity(ps);
	for (int i = ps->size; i>0; i--)
	{
		ps->arr[i] = ps->arr[i - 1];//arr[1]=arr[0];
	}
	ps->arr[0] = x;
	ps->size++;
}

在Seqlist.h的头文件中：

cpp 复制代码 
void SLPushFront(SL* ps, SLDataType x);

在test.c的源文件中：

cpp 复制代码 
void SLTest01()
{
	SL sl;
	SLInit(&sl);
    //测试头插
    SLPushFront(&sl, 5);
	SLPushFront(&sl, 6);
	SLDestroy(&sl);
}

（六）尾插的实现

在Seqlist.c的源文件中：

cpp 复制代码 
void SLCheckCapacity(SL* ps)
{
	if (ps->capacity == ps->size)
	{
		//申请空间
		//三目表达式
		int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity*2;
		SLDataType* tmp = (SLDataType*)realloc(ps->arr, newCapacity * sizeof(SLDataType));
		if (tmp == NULL)
		{
			perror("realloc fail!");
			exit(1);
		}
		//空间申请成功
		ps->arr = tmp;
		ps->capacity = newCapacity;
	}
}
//尾插
void SLPushBack(SL* ps, SLDataType x)
{
	/*温柔的解决条件*/
	//if (ps == NULL)
	//{
	//	return;
	assert(ps);//等价于assert(ps != NULL)
	//}
	//插入数据之前先看空间够不够
	SLCheckCapacity(ps);
	ps->arr[ps->size++] = x;
	/*ps->arr[ps->size] = x;
	++ps->size;*/
}

在Seqlist.h的头文件中：

cpp 复制代码 
void SLPushBack(SL* ps, SLDataType x);

在test.c的源文件中：

cpp 复制代码 
void SLTest01()
{
	SL sl;
	SLInit(&sl);
	//增删查改操作
	
	//测试尾插
	SLPushBack(&sl, 1);
	SLPushBack(&sl, 2);
	SLPushBack(&sl, 3);
	SLPushBack(&sl,4);
	SLDestroy(&sl);
}

（七）尾删的实现

在Seqlist.c的源文件中

cpp 复制代码 
void SLPopBack(SL* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->size);
	//ps->arr[ps->size-1] = -1;
	--ps->size;
}

在Seqlist.h的头文件中：

cpp 复制代码 
void SLPopBack(SL* ps);

在test.c的源文件中：

cpp 复制代码 
void SLTest01()
{
	SL sl;
	SLInit(&sl);
	//测试头删
	SLPopBack(&sl);
	SLPrint(sl);//1 2 3
	SLPopBack(&sl);
	SLPrint(sl);//1 2 
	SLPopBack(&sl);
	SLPrint(sl);//1
	SLPopBack(&sl);
	//SLPopBack(&sl);//size为0,不能继续删除;
	SLDestroy(&sl);
}

（八）头删的实现

在Seqlist.c的源文件中

cpp 复制代码 
//头删
void SLPopFront(SL* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->size);
	//数据整体往前挪动一位
	for (int i = 0; i < ps->size-1; i++)
	{
		ps->arr[i] = ps->arr[i + 1];
		//arr[size-2] = arr[size-1]
	}
	ps->size--;
}

在Seqlist.h的头文件中：

cpp 复制代码 
void SLPopFront(SL* ps);

在test.c的源文件中：

cpp 复制代码 
void SLTest01()
{
	SL sl;
	SLInit(&sl);
	////测试头删
	//SLPopFront(&sl);
	//SLPrint(sl);//2 3 4
	//SLPopFront(&sl);
	//SLPrint(sl);//3 4
	SLDestroy(&sl);
}

（九）顺序表的整体实现代码

1.Seqlist.c

cpp 复制代码 
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"Seqlist.h"
//顺序表的初始化
void SLInit(SL* ps)
{	
	ps->arr = NULL;
	ps->size = ps->capacity = 0;
}

//顺序表的销毁
void SLDestroy(SL* ps)
{
	if (ps->arr)
	{
		free(ps->arr);
	}
	ps->arr = NULL;
	ps->size = ps->capacity = 0;
}
void SLCheckCapacity(SL* ps)
{
	if (ps->capacity == ps->size)
	{
		//申请空间
		//三目表达式
		int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity*2;
		SLDataType* tmp = (SLDataType*)realloc(ps->arr, newCapacity * sizeof(SLDataType));
		if (tmp == NULL)
		{
			perror("realloc fail!");
			exit(1);
		}
		//空间申请成功
		ps->arr = tmp;
		ps->capacity = newCapacity;
	}
}
//尾插
void SLPushBack(SL* ps, SLDataType x)
{
	/*温柔的解决条件*/
	//if (ps == NULL)
	//{
	//	return;
	assert(ps);//等价于assert(ps != NULL)
	//}
	//插入数据之前先看空间够不够
	SLCheckCapacity(ps);
	ps->arr[ps->size++] = x;
	/*ps->arr[ps->size] = x;
	++ps->size;*/
}
//头插
void SLPushFront(SL* ps, SLDataType x)
{
	assert(ps);
	SLCheckCapacity(ps);
	for (int i = ps->size; i>0; i--)
	{
		ps->arr[i] = ps->arr[i - 1];//arr[1]=arr[0];
	}
	ps->arr[0] = x;
	ps->size++;
}
//顺序表的打印
void SLPrint(SL s)
{
	for (int i = 0; i < s.size; i++)
	{
		printf(" %d", s.arr[i]);
	}
	printf("\n");
}
//尾删
void SLPopBack(SL* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->size);
	//ps->arr[ps->size-1] = -1;
	--ps->size;
}
//头删
void SLPopFront(SL* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->size);
	//数据整体往前挪动一位
	for (int i = 0; i < ps->size-1; i++)
	{
		ps->arr[i] = ps->arr[i + 1];
		//arr[size-2] = arr[size-1]
	}
	ps->size--;
}

2.Seqlist.h

cpp 复制代码 
#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
//定义顺序表的结构
#define N 100
//静态顺序表
//struct SeqList
//{
//	int arr[N];
//	int size;//有效数据个数
//};

typedef int SLDataType;//对整型重命名
//动态顺序表
typedef struct SeqList
{
	SLDataType* arr;
	SLDataType size;//有效数据的个数
	SLDataType capacity;//空间大小
}SL;
//typedef struct Seqlist SL;
// 
//顺序表初始化
void SLInit(SL* ps);
//顺序表的销毁
void SLPrint(SL ps);
void SLDestroy(SL* ps);
//头部插入删除 尾部插入删除
void SLPushBack(SL* ps, SLDataType x);
void SLPushFront(SL* ps, SLDataType x);
void SLPopBack(SL* ps);
void SLPopFront(SL* ps);

3.test.c

cpp 复制代码 
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"Seqlist.h"

void SLTest01()
{
	SL sl;
	SLInit(&sl);
	//增删查改操作
	
	//测试尾插
	SLPushBack(&sl, 1);
	SLPushBack(&sl, 2);
	SLPushBack(&sl, 3);
	SLPushBack(&sl,4);
	/*SLPushBack(NULL,5);*/
	SLPrint(sl);
	//SLPushFront(&sl, 5);
	//SLPushFront(&sl, 6);

	////测试头删
	//SLPopFront(&sl);
	//SLPrint(sl);//2 3 4
	//SLPopFront(&sl);
	//SLPrint(sl);//3 4

	//测试尾删
	SLPopBack(&sl);
	SLPrint(sl);//1 2 3
	SLPopBack(&sl);
	SLPrint(sl);//1 2 
	SLPopBack(&sl);
	SLPrint(sl);//1
	SLPopBack(&sl);
	//SLPopBack(&sl);//size为0,不能继续删除;
	SLDestroy(&sl);
}

int main()
{
	SLTest01();
	return 0; 
}
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