数据结构与算法:数组
Posted 代码的荣耀
tags:
篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了数据结构与算法:数组相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
数组是一个可以存储固定数量数据元素的容器,并且这些元素必须是同一种数据类型。很多数据结构都会使用数组来实现其算法,以下是理解数组概念的两个重要术语:
元素:存储在数组中的每一项叫做一个元素
下标:用来区分元素位置的数字指标
一、数组的表示
不同的编程语言会使用不同的方式声明数组,此处我们采用C语言形式:
每个元素对应的下标如下:
注意以下几个要点:
下标从零开始
数组长度为10意味着可以存储10个元素
元素可通过下标访问,例如可以从下标6提取数据27
二、基本操作
数组的基本操作有以下几种:
遍历——依次打印所有数据元素
插入——在指定下标位置插入元素
删除——删除指定下标位置的元素
搜索——搜索指定下标的元素,或者按数值搜索
更新——更新指定下标位置的元素
在C语言中,声明数组并确定数组长度后,编译器会自动按如下规律给数组元素分配值:
Data Type | Default Value |
bool | false |
char | 0 |
int | 0 |
float | 0.0 |
double | 0.0f |
void | |
wchar_t | 0 |
三、插入操作
插入操作是将一个或多个元素插入到数组中,插入位置可以是开头、末尾或者任意给定位置。
举例
假设LA是一个无序线性数组,有N个元素,K是一个正整数,K≦N,下面的算法是将一个元素插入到数组LA的第K个位置。
1、Start 2、Set J=N 3、Set N = N+1 4、Repeat steps 5 and 6 while J >= K 5、Set LA[J+1] = LA[J] 6、Set J = J-1 7、Set LA[K] = ITEM 8、Stop
用C语言表示如下:
#include <stdio.h> |
编译运行结果如下:
The original array elements are : LA[0]=1 LA[1]=3 LA[2]=5 LA[3]=7 LA[4]=8 The array elements after insertion : LA[0]=1 LA[1]=3 LA[2]=5 LA[3]=10 LA[4]=7 LA[5]=8
(译者注:上述程序实际上是不安全的,因为数组的长度不确定,在Visual Studio中运行会发生“Run-Time Check Failure #2 – Stack around the variable ‘LA’ was corrupted.”错误,但不影响结果的显示。此处仅希望读者理解插入的思想。可使用动态数组或者数据结构中的线性表解决这个问题,或者使用这份教程中的另一种方法,见下方。)
其它类型的插入操作
1、在数组开头插入
在开头进行插入时,会导致所有的数据项后移一位,这里我们设计一个算法来实现这个操作。
算法
假设A是一个有N个元素的数组,它可以存储的元素数量最大为MAX,首先我们要检查数组是否有足够的剩余空间来进行插入操作,然后再进行插入。
begin IF N = MAX, return ELSE N = N + 1 //所有元素后移 For All Elements in A Move to next adjacent location A[FIRST] = New_Element end
用C语言实现
#include <stdio.h> |
程序运行结果如下:
Printing array before insertion −
array[0] = 2
array[1] = 3
array[2] = 4
array[3] = 5
Printing array after insertion −array[0] = 1array[1] = 2
array[2] = 3
array[3] = 4
array[4] = 5
2、在给定下标处插入
这种情况下,我们给出了插入的明确位置,首先检查数组是否已满,如果未满,则将插入位置处及之后的所有元素后移一位,为待插入元素腾出空间。
算法
假设A是一个有N个元素的数组,它可以存储的元素数量最大为MAX。
begin IF N = MAX, return ELSE N = N + 1 SEEK Location index For All Elements from A[index] to A[N] Move to next adjacent location A[index] = New_Element end
用C语言实现
#include <stdio.h> |
程序运行结果如下:
Printing array before insertion −
array[0] = 1
array[1] = 2
array[2] = 4
array[3] = 5
Printing array after insertion −
array[0] = 1
array[1] = 2array[2] = 3array[3] = 4
array[4] = 5
3、在给定下标后插入
这种情况下我们需要将新元素插入到指定位置的后面,除了寻找插入位置的过程与前面不同,其他均与前面操作相同。
算法
假设A是一个有N个元素的数组,它可以存储的元素数量最大为MAX。
begin IF N = MAX, return ELSE N = N + 1 SEEK Location index For All Elements from A[index + 1] to A[N] Move to next adjacent location A[index + 1] = New_Element end
用C语言实现
#include <stdio.h> |
程序运行结果如下
Printing array before insertion −
array[0] = 1
array[1] = 2
array[2] = 4
array[3] = 5
Printing array after insertion −
array[0] = 1
array[1] = 2array[2] = 3array[3] = 4
array[4] = 5
4、在给定下标前插入
同理,仅将插入位置改为index-1。
算法
begin IF N = MAX, return ELSE N = N + 1 SEEK Location index For All Elements from A[index - 1] to A[N] Move to next adjacent location A[index - 1] = New_Element end
用C语言实现
#include <stdio.h> |
程序运行结果如下:
Printing array before insertion −
array[0] = 1
array[1] = 2
array[2] = 4
array[3] = 5
Printing array after insertion −
array[0] = 1
array[1] = 2array[2] = 3array[3] = 4
array[4] = 5
四、删除操作
删除是指数组中删除指定元素并重新排列数组。
算法
假设LA是一个有N个元素的数组,K是一个正整数,K<=N,下面的算法删除第K个位置的元素。
1. Start 2. Set J=K 3. Repeat steps 4 and 5 while J < N 4. Set LA[J-1] = LA[J] 5. Set J = J+1 6. Set N = N-1 7. Stop
算法实现
#include <stdio.h> |
程序运行结果如下:
The original array elements are : LA[0]=1 LA[1]=3 LA[2]=5 LA[3]=7 LA[4]=8 The array elements after deletion : LA[0]=1 LA[1]=3 LA[2]=7 LA[3]=8
五、搜索操作
可根据下标或者值进行搜索。
算法
LA是一个有N个元素的数组,K是一个正整数,K<=N,以下算法搜索值为ITEM的元素。
1. Start 2. Set J=0 3. Repeat steps 4 and 5 while J < N 4. IF LA[J] is equal ITEM THEN GOTO STEP 6 5. Set J = J +1 6. PRINT J, ITEM 7. Stop
算法实现
#include <stdio.h> |
程序运行结果如下:
The original array elements are : LA[0]=1 LA[1]=3 LA[2]=5 LA[3]=7 LA[4]=8 Found element 5 at position 3
六、更新操作
更新操作是指更新指定位置的数据元素。
算法
LA是一个有N个元素的数组,K是一个正整数,K<=N,以下算法更新第K个位置的元素。
1.Start 2.Set LA[K-1] = ITEM 3.Stop
算法实现
#include <stdio.h> |
程序运行结果如下:
The original array elements are : LA[0]=1 LA[1]=3 LA[2]=5 LA[3]=7 LA[4]=8 The array elements after updation : LA[0]=1 LA[1]=3 LA[2]=10 LA[3]=7 LA[4]=8
转载请参看页面相关要求。
以上是关于数据结构与算法:数组的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章