C/C++数据结构-完整代码数据结构的理论，线性表（动态数组，链表）（完整的算法代码-增删改查-代码解析+运行结果解析）
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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C/C++数据结构-完整代码数据结构的理论，线性表（动态数组，链表）（完整的算法代码-增删改查-代码解析+运行结果解析）相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
一、数据结构理论
1、数据
数据∶是描述客观事物的符号，是计算机中可以操作的对象，是能被计算机识别，并输
入给计算机处理的符号集合。数据不仅仅包括整型、实型等数值类型，还包括字符及声音、
图像、视频等非数值类型。
2、数据结构概念
数据结构是计算机存储、组织数据的方式。
数据结构是指相互之间存在一种或多种特定
关系的数据元素的集合。
通常情况下，精心选择的数据结构可以带来更高的运行或者存储效率。
数据结构往往同高效的检索算法和索引技术有关。
数据结构是计算机存储、组织数据的方式。是相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素
集合
3、算法的概念
算法是特定问题求解步骤的描述，在计算机中表现为指令的有限序列，
算法是独立存在的一种解决问题的方法和思想。
对于算法而言，语言并不重要，重要的是思想。
（1）算法和数据结构区别
数据结构只是静态的描述了数据元素之间的关系,高效的程序需要在数据结构的基础上
设计和选择算法。
- 算法是为了解决实际问题而设计的。
- 数据结构是算法需要处理的问题载体。
- 数据结构与算法相辅相成
（2）算法的比较
现在我们需要写一个求1+2+3+ …+ 100的结果程序，你应该怎么写呢?大多数人马上回写出下面c语言代码（或者其他语言)v
#include<stdio.h>
int main(){
int i,sum = 0,n = 100;
for(i = 1; i <= n;i ++){
sum = sum + i;
}
printf("%d",sum);
return 0;
}
当然，如果这个问题让高斯来去做，他可能会写如下代码:
#include<stdio.h>
int main(){
int i,sum = 0,n = 100;
sum = (1+n)*n/2;
printf("%d",sum);
return 0;
}
运行结果
很显然,不论是从人类还是计算机的角度来看，下列的算法效率会高出很多，这就是一个好的算法会让你的程序更加的高效。
（3）算法的特性
输入输出:算法具有零个或多个输入、至少有一个或多个输出。
有穷性:指算法在执行有限的步骤之后，自动结束而不会出现无限循环，并且每一个步骤在可接受的时间内完成。
确定性:算法的每一步骤都有确定的含义,不会出现二义性。
可行性:算法的每一步都必须是可行的，也就是说，每一步都能通过执行有限次数完成。
4、数据结构的分类
（1）逻辑结构
1）集合结构:
集合结构中的数据元素除了同属于一个集合外，
他们之间没有其他关系。各个数据元素是平等的。
他们共同属于同一个集合，数据结构中的集合关系类似于数学中的集合，如下图所示
2）线性结构
3）树形结构：树形结构中是数据元素之间存在一种一对多的层次关系，如图：
4）图形结构：图形结构的数据元素是多对多的关系，如果:
（2）物理结构
说完了逻辑结构，再说下物理结构，也有的书称为存储结构。
物理结构:是指数据的逻辑结构在计算机中的存储形式,共分为两种:顺序存储和链式存储o
1）顺序存储
是把数据元素存放在地址连续的存储单元里，其数据的逻辑关系和物理关系是一致的，
如图:
如果所有数据结构都很简单有规律，一切就好办了，可实际上，总有人想要插队，或者放弃排队，所以元素集合中就会添加、删除掉成员，显然面对这样时常要变化的结构,顺序存储是不科学的，那怎么办呢
2）链式存储结构
是把数据元素存放在任意的存储单元里，这组存储单元可以是连续的，也可以是不连续的。
数据元素的存储关系并不能反映其逻辑关系，
因此需要用一个指针存放数据元素的地址，
这样通过地址就可以找到相关数据的位置。
如图:
5、总结
（1）算法：
1）5个特性：输入 输出 有穷 确定 可行性
（2）数据结构的分类：
1）逻辑结构
集合：元素之间没有关系，都是平等，不去探讨
线性：除了第一个元素没有前驱，最后一个元素没有后继，其他元素都有唯一的前驱和唯一的后继
树形
图形
2）物理结构
顺序存储
链式存储
二、线性表
1、线性表的基本概念
线性结构是一种最简单且常用的数据结构。线性结构的基本特点是节点之间满足线性关
系。本章讨论的动态数组、链表、栈、队列都属于线性结构。
他们的共同之处，是节点中有
且只有一个开始节点和终端节点。
按这种关系可以把它们的所有节点排列成一个线性序列。
但是，他们分别属于几种不同的抽象数据类型实现，它们之间的区别，主要就是操作的不同。
线性表是零个或者多个数据元素的有限序列，数据元素之问是有顺序的，数据元素个数
是有限的，数据元素的类型必须相同
例:先来看一个大家感兴趣的话题，一年里的星座列表，是不是线性表呢?如图所示:
线性表的性质:
1 ) a0为线性表的第一个元素，只有一个后继。
2 ) an为线性表的最后一个元素，只有一个前驱。
3 )除 a0和 an 外的其它元素ai，既有前驱，又有后继。
4)线性表能够逐项访问和顺序存取。
线性表的抽象数据类型的定义：
2、动态数组
（1）初始化
#include "stdio.h"
#include "string.h"
#include "stdlib.h"
//动态数组的结构
struct dynamicAray{
void ** pAddr;//维护在堆区真实的数组指针
int m_capacity;//数组的容量
int m_size;//数组的大小
};
//初始化数组
struct dynamicAray * init_DynamicArray(int capacity){
//开辟到堆区
if(capacity <= 0){
return NULL;
}
struct dynamicAray * array = malloc(sizeof(struct dynamicAray ));
//判断内存是否申请成功
if(array == NULL){
return;
}
//设置容量
array -> m_capacity = capacity;
//设置大小
array -> m_size = 0;
//维护在堆区数组的指针
array ->pAddr = malloc(sizeof(void*) * array-> m_capacity);
return array;
}
（2）插入功能
//插入功能
void insert_dynamicArray(struct dynamicAray * array,int pos,void *data){
if(array == NULL){
return NULL;
}
if(data == NULL){
return NULL;
}
if(pos < 0 || pos > array->m_size){
//无效的位置 进行尾插
pos = array-> m_size;//插入到当前数组的最后一个位置
}
//先判断是否已经满载，如果满载的就动态的开辟
if(array -> m_size >=array -> m_capacity){
//1、申请一个更大的内存空间
int newCapacity = array->m_capacity * 2;
//2、创建新的空间
void ** newSpace = malloc(sizeof(void *) * newCapacity);
//3、将原有的数据 拷贝到新空间下
memcpy(newSpace,array->pAddr,sizeof(void * ) * array->m_capacity);
//4、释放原有的空间
free(array->pAddr);
//5、更改指针的指向
array -> pAddr = newSpace;
//6、更新新容量的大小
array -> m_capacity = newCapacity;
}
//插入新的数据的元素
//从最后一个位置开始依次往后移动数据 后移
int i;
for(i = array -> m_size -1 ;i >= pos;i--){
array->pAddr[i+1] = array->pAddr[i];
}
//将新元素插入到指定的位置
array -> pAddr[pos] = data;
//更新一下大小
array ->m_size++;
}
（3）遍历功能的实现
//遍历数组
void foreach_DynamicArray(struct dynamicAray * array,void(*myForeach)(void *)){
if(array == NULL){
return;
}
if(myForeach == NULL){
return;
}
int i;
for(i = 0; i < array ->m_size; i++)
{
myForeach(array->pAddr[i]);
}
}
（4）使用上述的代码实现一个完整的创建，插入和遍历
全部代码
#include "stdio.h"
#include "string.h"
#include "stdlib.h"
//动态数组的结构
struct dynamicAray{
void ** pAddr;//维护在堆区真实的数组指针
int m_capacity;//数组的容量
int m_size;//数组的大小
};
//初始化数组
struct dynamicAray * init_DynamicArray(int capacity){
//开辟到堆区
if(capacity <= 0){
return NULL;
}
struct dynamicAray * array = malloc(sizeof(struct dynamicAray ));
//判断内存是否申请成功
if(array == NULL){
return;
}
//设置容量
array -> m_capacity = capacity;
//设置大小
array -> m_size = 0;
//维护在堆区数组的指针
array ->pAddr = malloc(sizeof(void*) * array-> m_capacity);
return array;
}
//插入功能
void insert_dynamicArray(struct dynamicAray * array,int pos,void *data){
if(array == NULL){
return NULL;
}
if(data == NULL){
return NULL;
}
if(pos < 0 || pos > array->m_size){
//无效的位置 进行尾插
pos = array-> m_size;//插入到当前数组的最后一个位置
}
//先判断是否已经满载，如果满载的就动态的开辟
if(array -> m_size >=array -> m_capacity){
//1、申请一个更大的内存空间
int newCapacity = array->m_capacity * 2;
//2、创建新的空间
void ** newSpace = malloc(sizeof(void *) * newCapacity);
//3、将原有的数据 拷贝到新空间下
memcpy(newSpace,array->pAddr,sizeof(void * ) * array->m_capacity);
//4、释放原有的空间
free(array->pAddr);
//5、更改指针的指向
array -> pAddr = newSpace;
//6、更新新容量的大小
array -> m_capacity = newCapacity;
}
//插入新的数据的元素
//从最后一个位置开始依次往后移动数据 后移
int i;
for(i = array -> m_size -1 ;i >= pos;i--){
array->pAddr[i+1] = array->pAddr[i];
}
//将新元素插入到指定的位置
array -> pAddr[pos] = data;
//更新一下大小
array ->m_size++;
}
//遍历数组
void foreach_DynamicArray(struct dynamicAray * array,void(*myForeach)(void *)){
if(array == NULL){
return;
}
if(myForeach == NULL){
return;
}
int i;
for(i = 0; i < array ->m_size; i++)
{
myForeach(array->pAddr[i]);
}
}
struct Person{
char name[64];
int age;
};
void myPrintPerson(void * data){
struct Person * p = data;
printf("姓名：%s,年龄%d\\n",p->name,p->age);
}
void test01(){
//创建 动态数组
struct dynamicAray * arr = init_DynamicArray(5);
//准备出5个person 数据
struct Person p1 = {"亚瑟",28 };
struct Person p2 = {"王昭君",18 };
struct Person p3 = {"赵云",38 };
struct Person p4 = {"张飞",38 };
struct Person p5 = {"关羽",28 };
struct Person p6 = {"宫本",88 };
//将数据插入到动态数组当中
insert_dynamicArray(arr,0,&p1);
insert_dynamicArray(arr,0,&p2);
insert_dynamicArray(arr,0,&p3);
insert_dynamicArray(arr,2,&p4);
insert_dynamicArray(arr,10,&p5);
insert_dynamicArray(arr,1,&p6);
//赵云 宫本 王昭君 张飞 亚瑟 关羽
//遍历动态数组
foreach_DynamicArray(arr,myPrintPerson);
}
int main(){
test01();
return 0;
}
运行结果
完善一下上述代码
全部代码
#include "stdio.h"
#include "string.h"
#include "stdlib.h"
//动态数组的结构
struct dynamicAray{
void ** pAddr;//维护在堆区真实的数组指针
int m_capacity;//数组的容量
int m_size;//数组的大小
};
//初始化数组
struct dynamicAray * init_DynamicArray(int capacity){
//开辟到堆区
if(capacity <= 0){
return NULL;
}
struct dynamicAray * array = malloc(sizeof(struct dynamicAray ));
//判断内存是否申请成功
if(array == NULL){
return;
}
//设置容量
array -> m_capacity = capacity;
//设置大小
array -> m_size = 0;
//维护在堆区数组的指针
array ->pAddr = malloc(sizeof(void*) * array-> m_capacity);
return array;
}
//插入功能
void insert_dynamicArray(struct dynamicAray * array,int pos,void *data){
if(array == NULL){
return NULL;
}
if(data == NULL){
return NULL;
}
if(pos < 0 || pos > array->m_size){
//无效的位置 进行尾插
pos = array-> m_size;//插入到当前数组的最后一个位置
}
//先判断是否已经满载，如果满载的就动态的开辟
if(array -> m_size >=array -> m_capacity){
//1、申请一个更大的内存空间
int newCapacity = array->m_capacity * 2;
//2、创建新的空间
void ** newSpace = malloc(sizeof(void *) * newCapacity);
//3、将原有的数据 拷贝到新空间下
memcpy(newSpace,array->pAddr,sizeof(void * ) * array->m_capacity);
//4、释放原有的空间
free(array->pAddr);
//5、更改指针的指向
array -> pAddr = newSpace;
//6、更新新容量的大小
array -> m_capacity = newCapacity;
}
//插入新的数据的元素
//从最后一个位置开始依次往后移动数据 后移
int i;
for(i = array -> m_size -1 ;i >= pos;i--){
array->pAddr[i+1] = array->pAddr[i];
}
//将新元素插入到指定的位置
array -> pAddr[pos] = data;
//更新一下大小
array ->m_size++;
}
//遍历数组
void foreach_DynamicArray(struct dynamicAray * array,void(*myForeach)(void *)){
if(array == NULL){
return;
}
if(myForeach == NULL){
return;
}
int i;
for(i = 0; i < array ->m_size; i++)
{
myForeach(array->pAddr[i]);
}
}
struct Person{
char name[64];
int age;
};
void myPrintPerson(void * data){
struct Person * p = data;
printf("姓名：%s,年龄%d\\n",p->name,p->age);
}
void test01(){
//创建 动态数组
struct dynamicAray * arr = init_DynamicArray(5);
//准备出5个person 数据
struct Person p1 = {"亚瑟",28 };
struct Person p2 = C/C++数据结构-完整代码队列Queue（顺序存储，链式存储）增删改查
C/C++数据结构-完整代码队列Queue（树和二叉树）（二叉树代码实现）
C/C++数据结构-完整代码受限线性表：栈（栈的顺序存储，栈的链式存储，就近匹配,中缀表达式和后缀表达式）
C/C++数据结构-完整代码栈（栈的顺序存储，栈的链式存储，就近匹配,中缀表达式和后缀表达式）