数据结构之顺序表的增删查改等操作详解
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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之顺序表的增删查改等操作详解相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
顺序表的增删查改
文章目录
顺序表
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，其实就是数组，要求存储的数据是依次连续存储
顺序表的顺序存储示意图如下：
静态顺序表：使用定长数组存储元素
固定大小的定义，给小了可能不够用，给大可能浪费
动态顺序表：使用动态开辟的数组存储
动态适应我们需求的大小，比较灵活
所
以我们主要针对动态顺序表进行讲解顺序表的增删查改等操作实现
首先我们创建三个文件，分别是：
SeqList.h对相关头文件的包含，以及实现顺序表的结构和函数的声明
SeqList.c对实现顺序表增删查改等操作的函数进行定义
test.c文件进行顺序表相关函数和顺序表功能的测试
我们实现顺序表，首先需要对顺序表结构进行定义
//动态顺序表结构
typedef struct SeqList
{
int* a;//定义一个指针指向动态开辟的内存，即存储顺序表数据的空间
int size;//当前顺序表的数据个数
int capacity;//顺序表的容量
};
在动态顺序表结构中，我们定义了一个指针指向动态开辟的内存，即存储顺序表数据的空间，定义size记录当前顺序表的数据个数，定义capacity记录当前顺序表的容量，但是我们想一下，我们顺序表的存储数据一定是整形吗？万一我想改变顺序表的数据类型呢？这样定义的话，我们想要改变顺序表的数据类型时，就会很麻烦，所有涉及到的地方都需要修改，所以我们这样定义：
typedef int SQDataType
//动态顺序表结构
typedef struct SeqList
{
SQDataType* a;//定义一个指针指向动态开辟的内存，即存储顺序表数据的空间
int size;//当前顺序表的数据个数
int capacity;//顺序表的容量
}SLT;
这样定义我们在想要修改顺序表存储的数据类型时，就直接在typedef(类型重定义)这里修改就可以了，这样就方便了很多。
接下来我们在test.c中创建一个结构体变量(注意包含SeqList.h头文件)，开始定义顺序表的增删查改等操作。
然后我们来写顺序表的初始化接口的实现：
在定义函数之前，我们考虑这么一件事情
注意：
InitSeqList(s);
InitSeqList(&s);
我们在传结构体变量时是传值呢还是传址呢？
答案是传地址，因为函数传参的时候，参数是需要压栈的。如果传递一个结构体对象的时候，结构体过大，参数压栈的系统开销比较大，所以会导致性能的下降。
顺序表的初始化
void SeqListInit(SLT* psl)
{
assert(psl);//我们断言一下，因为创建结构体变量的地址不能为NULL
psl->a=NULL;
psl->size=psl->capacity=0;
}
因为创建结构体变量的地址不能为NULL，所以我们在里面断言一下，将指针a置为空以及size和capacity置为0。
有初始化顺序表那就有销毁顺序表，下面我们看顺序表的销毁
顺序表的销毁
void SeqListDestory(SLT* psl)
{
assert(psl);
if(psl->a)
{
free(psl->a);
psl->a=NULL;
}
}
当指向动态开辟的内存的指针不为NULL时，说明有顺序表的数据，我们将这段动态开辟的空间释放掉，并把它置为NULL。
然后我们再写一个打印顺序表数据的函数：
打印顺序表数据
void SeqListPrint(SLT* psl)
{
assert(psl);
int i=0;
for(i=0;i<psl->size;i++)
{
printf("%d ",psl->a[i]);
}
printf("\\n");
}
打印的函数十分简单，就是相当于数组的遍历而已
写完上面的这些函数，我们就要进入我们顺序表的增删查改等操作的正题了。
顺序表尾插数据
首先是尾插数据函数，那么我们如何尾插一个元素呢？有人会说，我们不是有一个记录数据个数的变量size嘛，那么比如当前元素个数是size，那么我们要尾插的位置的下标应该就是size，仔细想一想对不对呢？是对的。但是我们在尾插前需要考虑的是，我们现在都没有空间，怎么存放数据呀，就算有了空间，你怎么知道当前这块空间有没有满呢？这里就需要用到我们的capacity变量了，故我们在尾插前一定要先检查是不是需要增容。
由于后面的一些操作也会用到考虑是不是需要增容，所以我们将判断是不是需要增容封装成一个函数：
void SeqListCheckCapacity(SLT* psl)
{
assert(psl);
if(psl->size==psl->capacity)//当当前元素个数等于我们的当前容量时我们要增容
{
//增容
int newcapacity = psl->capacity==0?4:psl->capacity*2;
psl->a=(SQDataType*)realloc(psl->a,newcapacity*sizeof(SQDataType));
if(psl->a==NULL)
{
perror("psl->a");
return;
}
psl->capacity=newcapacity;
}
}
当当前元素个数等于我们的当前容量时我们要增容，我们在增容时，如果capacity是0时我们先开辟存储4个数据的内存，不是0时，我们就进行二倍的增容，如果开辟失败了，我们加一个判断pal->a是不是NULL，是NULL则打印错误返回，最后将capacity更新。
这时我们就可以写尾插的函数了：
void SeqListPushBack(SLT* psl,SQDataType x)
{
assert(psl);
//检查增容
SeqListCheckCapacity(psl);
psl->a[psl->size]=x;
psl->size++;
}
首先检查增容，然后进行插入，我们要尾插的位置的下标就是size，插入然后将size++，就实现了尾插的操作。
我们进行测试发现，没有任何问题，完成了插入。
下面我们进行下一个操作：头插。
顺序表头插数据
同样地，在头插之前我们需要检查是否需要增容
void SeqListPushFront(SLT* psl,SQDataType x)
{
assert(psl);
//检查增容
SeqListCheckCapacity(psl);
int end=psl->size-1;
while(end>=0)
{
psl->a[end+1]=psl->a[end];
end--;
}
psl->a[0]=x;
psl->size++;
}
在头插时，我们需要将后面的元素依次向后移动一个单元，然后在第一个位置插入，最后size++。
注意：
在移动元素时，我们需要从后往前开始移动，从前往后会将后面元素覆盖。
下面我们再进行下一个操作：尾删
void SeqListPopBack(SLT* psl)
{
assert(psl);
if(psl->size>=)
{
psl->size--;
}
}
尾删非常简单，我们直接将size–，就相当于删除了最后一个元素。
尾删之后我们再来看看头删：
顺序表头删数据
void SeqListPopFront(SLT* psl)
{
assert(psl);
int begin=0;
while(begin<psl->size-1)
{
psl->a[begin]=psl->a[begin+1];
begin++;
}
psl->size--;
}
头删我们只需要将第一个元素后面的元素从前往后依次向前移，就将第一个元素删除，然后size–即可。
注意：
在移动元素时，我们需要从前往后开始移动，从后往前会将前面元素覆盖。
之后我们再来看看如何找到一个元素x
int SeqListFind(SLT* psl, SQDataType x)
{
assert(psl);
int i=0;
for(i=0;i<psl->size;i++)
{
if(psl->a[i]==x)
{
return i;//找到，返回下标
}
}
return -1;//找不到
}
找到一个元素x也十分简单，就是遍历数组似的遍历一遍，判断是不是等于x，是的话返回下标，循环遍历完，说明没有找到，那么返回-1(找不到)。
那么我们能不能在一个指定位置进行插入元素呢？
答案是可以的，接下来我们来看在指定位置插入一个元素：
顺序表指定位置插入元素
void SeqListInsert(SLT* psl,size_t pos,SQDataType x)
{
assert(psl);
assert(pos<=psl->size-1&&pos>=0)
size_t end=psl->size-1;
while(end>=pos)
{
psl->a[end+1]=psl->a[end];
end--;
}
psl->a[pos]=x;
psl->size++;
}
注意：size_t等价于unsigned int，有些人写出上面代码时，应该是觉得没什么问题，万无一失，感觉肯定是对的，但是不然，上面代码有隐含的错误点，是一个难点。
代码崩了为什么呢？
这里的问题就出现在了无符号整形上，我们想一想，在size等于0时，此时end是-1，按理说while循环不会进去了，但是我们调试发现，他还是可以进去循环，为什么呢？就是因为end是无符号整形，这里会发生提升，end等于-1时，在内存中存储是：11111111111111111111111111111111，但end是无符号的，计算机会将他认为无符号的看待，会将32个全1翻译成4,294,967,295，故循环会进去。在pos等于0时，这个情况也会发生，因为要出循环，end就会减到-1，pos等于0时，end会减到-1，end是无符号整形，有符号整形和无符号整形进行运算时，会发生提升，-1会被提升为很大的数，此时循环也进去了，就会出现问题。
为了解决这个问题我们怎么做呢？
将end和pos都换成int类型，可以解决这个问题，但是由于C++库里面这个顺序表插入元素函数pos就用的是size_t类型，所以我们这里也用size_t类型，那么我们还要哪种改法呢？
改法一：
避免end等于-1，改变end的初始值以及进入循环条件
void SeqListInsert(SLT* psl,size_t pos,SQDataType x)
{
assert(psl);
assert(pos<=psl->size-1&&pos>=0)
size_t end=psl->size;
while(end > pos)
{
psl->a[end]=psl->a[end-1];
end--;
}
psl->a[pos]=x;
psl->size++;
}
改法二：
将end改为int类型，因为无符号数遇到有符号数会转化为有符号数，所以将pos强制类型转换为有符号数
void SeqListInsert(SLT* psl,size_t pos,SQDataType x)
{
assert(psl);
assert(pos<=psl->size-1&&pos>=0);
int end=psl->size-1;
while(end>=(int)pos)
{
psl->a[end+1]=psl->a[end];
end--;
}
psl->a[pos]=x;
psl->size++;
}
经过测试，发现可以正常运行了：
总结：要避免负数给到无符号，或者避免有符号数变成负数以后，被提升或者强转为有符号。
明白了上面这个点，我们来看下一个函数实现，指定位置元素删除
指定位置元素删除
void SeqListErase(SLT* psl, size_t pos)
{
assert(psl);
assert(psl->size>0);
assert(pos<=psl->size-1&&pos>=0);
int begin=pos;
while(begin<psl->size-1)
{
psl->a[begin]=psl->a[begin+1];
begin++;
}
psl->size--;
}
和上面讲的头删原理差不多，唯一区别就是断言pos的取值范围，还有就是开始移动的位置不一样，这里的移动位置是参数传递的，位置是指定的。
我们测试可以发现可以正常运行：
最后我们再讲解两个简单的操作，返回数据的个数和将一个位置的数据改为x
返回顺序表总数据的个数
//返回数据的个数
size_t SeqListSize(SLT* psl)
{
assert(psl);
return psl->size;
}
很多人好奇，这么简单的操作为什么要写成函数呢？我们写成函数是有道理的，如果我们直接在外面用s.size去访问size多简单呀，虽然可以这样访问，但是数据结构约定，我们进行数据访问以及修改都进行函数的方式进行，这样是更规范的行为
修改数据
//将一个位置的数据改为x
void SeqListAt(SLT* psl, size_t pos, SQDataType x)
{
assert(psl);
assert(pos < psl->size);
psl->a[pos] = x;
}
如果我们直接去修改，不用函数，则这样修改：例如s.a[3]=8;
这样编译器不会报错对你进行检查，我们举个例子：
我们这里只有两个元素，而s.a[3]=8，直接将第4个元素修改了，这里明明越界了，编译器没有报错，实际上我们没有真越界，因为我们刚开始是有4个元素的空间的，只是修改了size之外的空间。越界不一定报错，越界的检查是一种抽查。越界写是如果修改到标志位才会检查出来.而我们调用函数时，直接会检查出来错误，不会有那么多的麻烦。
以上就是我们约定：我们进行数据访问以及修改都进行函数的方式进行的原因
三个文件的源代码：
SeqList.h(头文件的包含以及顺序表结构以及函数的声明)
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
#include<stdlib.h>
typedef int SQDataType;
//顺序表结构
typedef struct SeqList
{
SQDataType *a;
int size;//数据个数
int capacity;//容量
}SLT;
//顺序表的初始化
void InitSeqList(SLT* psl);
//顺序表的销毁
void DestorySeqList(SLT* psl);
//顺序表的增删查改
void SeqListPushBack(SLT* psl, SQDataType x);//O(1)
void SeqListPushFront(SLT* psl, SQDataType x);//需要挪动数据O(N)
void SeqListPopBack(SLT* psl);//O(1)
void SeqListPopFront(SLT* psl);
//打印顺序表
void PrintSeqList(SLT* psl);
int SeqListFind(SLT* psl, SQDataType x);
//void SeqListInsert(SLT* psl,int pos, SQDataType x);
void SeqListInsert(SLT* psl,size_t pos, SQDataType x);
//
void SeqListErase(SLT* psl,size_t pos);
//
size_t SeqListSize(SLT* psl);
//
void SeqListAt(SLT* psl,size_t pos, SQDataType x);
SeqList.c(顺序表操作函数的定义)
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"SeqList.h"
//初始化顺序表
void InitSeqList(SLT* psl)
{
assert(psl);
psl->a = NULL;
psl->size = psl->capacity = 0;
}
//销毁顺序表
void DestorySeqList(SLT* psl)
{
assert(psl);
if (psl->a)
{
free(psl->a);
psl->a = NULL;
}
psl->capacity = psl->size = 0;
}
//检查增容
void SeqListCheckCapacity(SLT* psl)
{
assert(psl);
if(psl->size == psl ->capacity)
{
//增容
int newcapacity = psl->capacity == 0 ? 4 : psl->capacity *2 ;
psl->a =(SQDataType*)realloc(psl->a,newcapacity*sizeof(SQDataType));
if (psl->a == NULL)
{
perror("SeqListCheckCapacity");
return;
}
psl->capacity = newcapacity;
}
}
//尾插头插，尾删头删
//尾插
void SeqListPushBack(SLT* psl, SQDataType x)
{
assert(psl);
//检查增容
SeqListCheckCapacity(psl);
psl->a[psl->size] = x;
psl->size++;
}
//头插
void SeqListPushFront(SLT* psl, SQDataType x)
{
assert(psl);
SeqListCheckCapacity(psl);
int end = psl->size - 1;//最后一个元素下标
while (end>=0)
{
psl->a[end + 1] = psl->a[end];
end--;
}
psl->a[0] = x;
psl->size++;
}
//尾删
void SeqListPopBack(SLT* psl)
{
assert(psl);
assert(psl->size > 0);
if (psl->size>0)
{
psl->size--;
}
}
//头删
void SeqListPopFront(SLT* psl)
{
assert(psl);
assert(psl->size > 0);
int begin = 0;
while (begin<psl->size-1)
{
psl->a[begin] = psl->a[begin + 1];
begin++;
}
psl->size--;
}
//打印数据
void PrintSeqList(SLT* psl)
{
int i = 0;
for (i = 0; i < psl->size; i++)
{
printf("%d ", psl->a[i]);
}
printf("\\n");
}
//找到一个元素x
int SeqListFind(SLT* psl, SQDataType x)
{
assert(psl);
int i = 0;
for (i = 0; i < psl->size; i++)
{
if (psl->a[i] == x)
数据结构学习笔记（数据结构概念顺序表的增删查改等）详细整理
SQL Server 表的管理_关于数据增删查改的操作的详解（案例代码）