数据结构初阶——顺序表

Posted 2022-05-02 微yu

       博客写到这里，关于C语言的相关内容就告一段落了，从这篇开始，跟我一起进入一个全新的领域吧。

       前面也为大家介绍了通讯录应该怎样去实现，其实顺序表也与通讯录差不多。顺序表是一种线性表，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，关于线性表后面也会介绍很多。

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目录

1. 顺序表的基本结构

2. 接口实现

3. 增加数据

        3.1 创建、初始化与销毁

        3.2 增加

                3.2.1 尾插

                3.2.2 头插

4. 删除数据

        4.1 尾删

        4.2 头删

5. 随机插入

6. 随机删除

7. 查找

8. 修改

结尾总结

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1. 顺序表的基本结构

       顺序表是用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，一般情况下采用数组存储。在数组上完成数据的增删查改。 顺序表一般可以分为： 1. 静态顺序表：使用定长数组存储元素。

    像通讯录第一次实现时定义了1000个。

2. 动态顺序表：使用动态开辟的数组存储。

    动态的通讯录

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2. 接口实现

       静态顺序表只适用于确定知道需要存多少数据的场景。静态顺序表的定长数组导致N定大了，空间开多了浪费，开少了不够用。所以现实中基本都是使用动态顺序表，根据需要动态的分配空间大小。

       以后会经常用到typedef去对类型重命名，首先就要把顺序表的结构写出来，之后就来实现各种功能。

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3. 增加数据

        3.1 创建、初始化与销毁

       再增加数据之前，首先要在主函数创建一个顺序表，再对这个顺序表初始化。还是继续用模块化的方式。

 函数的参数是结构体指针，所以实参传入的时候要对结构体变量取地址。

        3.2 增加

对于增加有两种形式，一种是头插，另一种是尾插。

                3.2.1 尾插

在开始插入时，我们要先对空间进行一个检查，检查空间是否足够我们插入数据。

在检查时，先使用临时变量newcapacity和tmp，如果空间不够，我们直接扩容一倍，在开始的时候，size和capacity都是0，那开始直接先给4个空间，最后检查无误后再赋值。

开始size是0，正好对应下标为0的位置，也就是第一个位置，之后size++，这时数据就可以存入了。

为了检测我们插入的数据是否真的存到了顺序表中，再写一个打印函数 。

之后就测试一下

 

                3.2.2 头插

头插不能在顺序表的头部插入，只能把所有的数据往后挪，再把数据插入。

问题就是需要拿几次，和在存放时的越界问题，但这里应该不会出现这种问题，当size和capacity的值相等的时候就会扩容。

 

 

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4. 删除数据

        4.1 尾删

尾删就简单很多，但还是得检查一下size，如果没用数据就不要删了，这种assert的方法比较“暴力”，但感觉方便。

这样就尾删了三个数据。 

        4.2 头删

 

 

 

可以看到什么都没有打印，前面一共有5个数据，尾删了三次，头删两次，所以最后什么也没有，可不是出错啊。

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5. 随机插入

   

 

总之就是需要插入的时候就得判断需不需要扩容，既然pos是下标，就要判断pos的有效性。pos=0就是头插，pos=size就是尾插。之后也就可以复用。

一个头插一个尾插测试一下。

 

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6. 随机删除

 

 

 

和插入之前的数据一样。

当然，随机删除也是可以复用的。

 

 一个头删一个尾删来测试一下。

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7. 查找

 

找到了返回下标，找不到返回-1，毕竟下标没用负数。 

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8. 修改

修改就可以使用查找函数，只有找到了才能修改，把SLFind的返回值传入再进行修改。

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结尾总结

关于顺序表的大致实现就介绍到这里，数据结构介绍的还是数据存放的形式，顺序表是连续存放的，不存在空缺。Test.c文件中只是潦草的写了一些调试的代码，如果想变得更好，也可以像通讯录的时候写一个菜单，再写的时候一定要创建结构体变量再进行操作，最后把所有的代码放在下面。

Seqlist.h文件

#pragma once

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

typedef int SLDataType;

typedef struct Seqlist

	SLDataType* a;//指向动态开辟的数组
	int size;     //表中已存入数据的个数
	int capacity; //容量空间的大小
SL;

//初始化
void SLInit(SL* ps);
//销毁
void SLDestory(SL* ps);
//打印
void SLPrint(SL* ps);

//尾插/头插/尾删/头删
void SLPushBack(SL* ps, SLDataType x);
void SLPushFront(SL* ps, SLDataType x);
void SLPopBack(SL* ps);
void SLPopFront(SL* ps);

//随机插入
void SLInsert(SL* ps, int pos, SLDataType x);
//随机删除
void SLErase(SL* ps, int pos);

//查找
int SLFind(SL* ps, SLDataType x);

//修改
void SLModify(SL* ps, int pos, SLDataType x);

Seqlist.c文件

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1

#include "Seqlist.h"

void SLPrint(SL* ps)

	assert(ps);
	int i = 0;
	for (i = 0; i < ps->size; i++)
	
		printf("%d ", ps->a[i]);
	
	printf("\\n");


void SLInit(SL* ps)

	assert(ps);
	ps->a = NULL;
	ps->capacity = ps->size = 0;


void SLDestory(SL* ps)

	assert(ps);
	if (ps->a)
	
		free(ps->a);
		ps->a = NULL;
		ps->capacity = ps->size = 0;
	


void SLCheckCapacity(SL* ps)

	if (ps->capacity == ps->size)
	
		int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->capacity;
		SLDataType* tmp = (SLDataType*)realloc(ps->a, newCapacity * sizeof(SLDataType));
		if (tmp == NULL)
		
			printf("realloc fail\\n");
			return;
		
		ps->capacity = newCapacity;
		ps->a = tmp;
	


void SLPushBack(SL* ps, SLDataType x)

	//assert(ps);
	//SLCheckCapacity(ps);

	//ps->a[ps->size] = x;
	//ps->size++;
	SLInsert(ps, ps->size, x);


void SLPushFront(SL* ps, SLDataType x)

	//assert(ps);
	//SLCheckCapacity(ps);

	//int end = ps->size;
	//while (end > 0)
	//
	//	ps->a[end] = ps->a[end - 1];
	//	end--;
	//
	//ps->a[end] = x;
	//ps->size++;
	SLInsert(ps, 0, x);


void SLPopBack(SL* ps)

	//assert(ps);
	//assert(ps->size > 0);
	//ps->size--;
	SLErase(ps, ps->size - 1);


void SLPopFront(SL* ps)

	//assert(ps);
	//assert(ps->size > 0);

	//int end = ps->size - 1;
	//for (int i = 0; i < end; i++)
	//
	//	ps->a[i] = ps->a[i + 1];
	//
	//ps->size--;
	SLErase(ps, 0);


void SLInsert(SL* ps, int pos, SLDataType x)

	assert(ps);
	assert(pos >= 0 && pos <= ps->size);
	SLCheckCapacity(ps);

	//pos就是插入的下标
	int end = ps->size;
	while (end > pos)
	
		ps->a[end] = ps->a[end - 1];
		end--;
	
	ps->a[pos] = x;
	ps->size++;


void SLErase(SL* ps, int pos) 

	assert(ps);
	assert(pos >= 0 && pos < ps->size);

	for (int i = pos; i < ps->size - 1; i++)
	
		ps->a[i] = ps->a[i + 1];
	
	ps->size--;


int SLFind(SL* ps, SLDataType x)

	assert(ps);
	for (int i = 0; i < ps->size; i++)
	
		if (ps->a[i] == x)
		
			return i;
		
	
	return -1;


void SLModify(SL* ps, int pos, SLDataType x)

	assert(ps);
	assert(pos >= 0 && pos < ps->size);

	ps->a[pos] = x;