C语言复习之模拟ArrayList的demo

Posted 2021-07-24 你是小KS

1.声明

当前内容主要复习和使用C语言模拟实现ArrayList的基本操作

主要实现

1. ArrayList的自动扩容
2. ArrayList的数据添加，数删除的操作

2.demo

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#ifndef true

#include <stdbool.h>

#endif
/*
内容：使用c语言模拟ArrayList
时间：2021/05/02
作者：hy
*/
typedef struct {
    char *name;
    int id;

    char *(*toString)();
} Person;
typedef Person *Item;// 添加对象时
//typedef int Item;// 添加数字类型时

void formatPerson(Item *p) {
    if (p == NULL) {
        printf("NULL");
        return;
    }
    Person *lp = (Person *) p;
    if(lp->name && lp->id){
        printf("Person [name=%s,id=%i]", lp->name, lp->id);
    }

}

// 一个person的比较器
bool personCompare(const Person *p1, const Person *p2){
    // 只要一个为null则返回false
    if(p1==NULL || p2==NULL){
        return false;
    }
    // 内存地址一致
    if(p1==p2){
        return true;
    }
    // 内存地址不一致
    if(p1->id==p2->id){
        return true;
    }
    return false;
}

Person *newPerson() {
    return NULL;
}


typedef struct {
    Item *datas;
    int size;
    int capital;
    size_t t;

    bool (*compare)(const Item *, const Item *);
} ArrayList;

/*重新改变数组长度*/
static void resize(ArrayList *list, int newCapital);

/*容量缩小为原来的1.5倍，条件为删除数据时，数据不足容量的一半时*/
static void capitalToSmall(ArrayList *list);

/*容量扩大为原来的1.5倍，条件为添加数据时，且容量超过时*/
static void capitalToBig(ArrayList *list);

/*拷贝原数据到现在的数据中*/
static void copyItemFromOld(Item *oldItems, Item *newItems, int len);

/*通过下标删除数据*/
bool listRemoveByIndex(ArrayList *lp, int index);

/*释放集合内存*/
void listFree(ArrayList *list);

bool isEmpty(ArrayList *list);
/*判断当前集合是否为空*/
bool isEmpty(ArrayList *list) {
    if (list == NULL || list->size == 0 || list->datas == NULL) {
        return true;
    }
    return false;
}

/*检查是否数组越界*/
bool checkOutOfArrayBound(ArrayList *lp, int index) {
    if (isEmpty(lp)) {
        return true;
    }
    if (index > lp->size - 1 || index < 0) {
        return true;
    }
    return false;
}



/*获取对应数据的下标*/
int listGetIndexByItem(ArrayList *lp, Item *item) {
    if (isEmpty(lp) || item == NULL) {
        return -1;
    }
    bool (*eq)(const Item *, const Item *) =lp->compare;
    for (int index = 0; index < lp->size; index++) {
        Item *oItem = (Item *)lp->datas[index];
        if (eq == NULL) {
            if (oItem == item) {
                return index;
            }
        } else {
            if (eq(item, oItem)) {
                return index;
            }
        }
    }
    return -1;
}

/*通过下标获取对应项*/
Item *listGetItemByIndex(ArrayList *lp, int index) {
    if (isEmpty(lp) || checkOutOfArrayBound(lp, index)) {
        return NULL;
    }
    return &(lp->datas[index]);
}


bool listRemoveByIndex(ArrayList *lp, int index) {
    if (isEmpty(lp) || index < 0) {
        // 找不到当前的数据只有不进行任何操作
        return false;
    }
    Item item = lp->datas[index];
    if (!item) {// 没有值
        return false;
    }
    // 直接把index后面的向index-1处拷贝即可
    for (int i = index; i < lp->size - 1; ++i) {
        lp->datas[i] = lp->datas[i + 1];
    }
    lp->size--;
    return true;
}
/*删除数据，通过数据*/
bool listRemoveByItem(ArrayList *lp, Item *item) {
    int index = listGetIndexByItem(lp, item);
    if (checkOutOfArrayBound(lp, index)) {
        return false;
    }
    return listRemoveByIndex(lp, index);
}


static void copyItemFromOld(Item *oldItems, Item *newItems, int endIndex) {
    for (int i = 0; i < endIndex; i++) {
        newItems[i] = oldItems[i];
    }
}

/*容量缩小为原来的1.5倍，条件为删除数据时，数据不足容量的一半时*/
static void capitalToSmall(ArrayList *list) {
    int oldCapital = list->capital;
    int newCapital = (int) (oldCapital / 1.5);
    if (newCapital <= 10) {
        return;
    }
    resize(list, newCapital);
}

/*容量扩大为原来的1.5倍，条件为添加数据时，且容量超过时*/
static void capitalToBig(ArrayList *list) {
    int oldCapital = list->capital;
    int newCapital = (int) (oldCapital * 1.5);
    resize(list, newCapital);
}

static void resize(ArrayList *list, int newCapital) {
    if (newCapital < 0) {
        printf("upper size overflow ,the list is to big...\\n");
        return;
    }
    Item *newItems = (Item *) malloc(list->t * newCapital);
    Item *oldItems = list->datas;
    copyItemFromOld(oldItems, newItems, list->size - 1);
    free(list->datas);
    list->datas = NULL;
    list->datas = newItems;
    list->capital = newCapital;
}

// 添加数据时
void add(ArrayList *list, Item item) {
    // 这里可能不需要类型检测
    if (sizeof(item) != list->t) {
        //printf("传递类型(%d)与实际类型(%d)不匹配\\n",sizeof(elem),list->t);
    }
    // 添加数据时
    int size = list->size;
    if (size + 1 > list->capital) {
        capitalToBig(list);
    }
    list->datas[size] = item;
    list->size++;
}

// 释放ArrayList的空间
void listFree(ArrayList *list) {
    if (list == NULL || list->size == 0 || list->datas == NULL) {
        return;
    }
    free(list->datas);
    list->size = 0;
    list->t = 0;
    free(list);
}


void printArrayList(ArrayList *list, void (*format)(Item)) {
    if (list == NULL) {
        printf("list is NULL\\n");
        return;
    }
    //printf("%d\\n",list->size);
    printf("ArrayList [");
    int i;
    for (i = 0; i < list->size; i++) {
        //puts("println\\n");
        Item *p = (Item *) list->datas[i];
        if (p == NULL) {
            continue;
        }
        //printf("%s,%d",p->name,p->id);
        format(list->datas[i]);
        if (i < list->size - 1) {
            printf(",");
        }
    }
    puts("]");
}

void formatInt(int i) {
    printf("%d", i);
}

// 创建新的ArrayList集合
ArrayList *newArrayList(size_t t, bool (*compare)(const Item *, const Item *)) {
    ArrayList *list = (ArrayList *) malloc(sizeof(ArrayList));
    // default 10可能需要扩容
    int defaultCapital = 10;
    list->datas = (Item *) malloc(defaultCapital * t);
    list->size = 0;
    list->t = t;
    list->capital = defaultCapital;
    list->compare=compare;
    //printf("size_t=%d\\n",t);
    return list;
}

int main() {
    ArrayList *plist = newArrayList(sizeof(Person),personCompare);
    Person p1 = {"龙1", 1001};
    Person p2 = {"龙2", 1002};
    Person p3 = {"龙3", 1003};
    Person p4 = {"龙4", 1004};
    Person p5 = {"龙5", 1005};
    Person p6 = {"龙6", 1006};
    Person p7 = {"龙7", 1007};
    Person p8 = {"龙8", 1008};
    Person p9 = {"龙9", 1009};
    Person p10 = {"龙10", 1010};
    Person p11 = {"龙11", 1011};
    Person p12 = {"龙12", 1012};
    add(plist, &p1);
    add(plist, &p2);
    add(plist, &p3);
    add(plist, &p4);
    add(plist, &p5);
    add(plist, &p6);
    /*add(plist, &p7);
    add(plist, &p8);
    add(plist, &p9);
    add(plist, &p10);
    add(plist, &p11);*/
    printArrayList(plist, formatPerson);
    printf("当前数组的长度为%d\\n", plist->size);
    printf("当前数组的容量为%d\\n", plist->capital);
    listRemoveByItem(plist, (Item *)(&p1)); // 移除测试成功
    printArrayList(plist, formatPerson);
    printf("当前数组的长度为%d\\n", plist->size);
    printf("当前数组的容量为%d\\n", plist->capital);
    listFree(plist);
    return 0;
}

3.测试