数据结构回顾之顺序存储结构中的线性表（栈与队列顺序线性表实现）
Posted 徐家汇123
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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回顾之顺序存储结构中的线性表（栈与队列顺序线性表实现）相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
说到数据结构呢，对于一个Coder来说还是蛮重要的啦，每次看数据结构的东西都有新的收获，这两天在回顾数据结构的知识。当然啦，虽然数据结构有些是理论的东西，如果好好的理解数据结构的东西还是少不了的代码的支撑的。数据结构简单的来说吧，可以分为两大类，一个是数据的“物理存储结构”，另一种是数据的“逻辑存储结构”。数据的“物理存储结构”又可分为顺序的和链式的（下面将会结合着代码打印内存地址的形式来观察物理存储结构）。 逻辑存储结构又可分为集合，线性， 树，图这些东西。
数据结构说白了就是如何利用上面的那些东西来储存我们的数据，目的是方便我们对数据的管理和使用，至于选择何种数据结构来存储我们的数据，这要根据具体情况具体分析。
好啦，废话少说，切入今天的正题。本篇博客的主题是介绍顺序存储结构下的线性表，然后又给出啦顺序物理存储结构下的栈和队列，当然是对线性表的应用了。基础代码的编写是用C语言写的，最后给出了OC中的栈和队列的实现方式。好啦，这次真的不说废话了，代码走起。
1.定义顺序线性表的宏定义和类型重定义如下，MAXSIZE为线性表的最大容量， SUCCESS为成功后的返回代码，ERROR为失败后的返回代码
1 // main.m 2 // DataStructList 3 // 4 // Created by 李泽鲁 on 14-11-4. 5 // Copyright (c) 2014年 Mrli. All rights reserved. 6 // 7 8 #import <Foundation/Foundation.h> 9 #define MAXSIZE 10 //线性表顺序存储结构的最大容量 10 /* 11 *定义状态代码 12 */ 13 #define SUCCESS 1 14 #define ERROR 0 15 16 typedef int Status; //状态代码的类型 17 typedef int ElemType; //顺序线性表中存储的元素类型
3.定义顺序线性表的存储结构，当然啦，既然物理上是顺序的（内存地址连续的），所以我们就用一维数组来储存线性表中的元素。length为数据元素的个数
1 //顺序存储结构定义
2 typedef struct {
3 ElemType data[MAXSIZE]; //用数组来表示顺序线性表
4 int length;
5 } SqList;
4.线性表的初始化，为我的的线性表分配存储内存（用malloc分配内存），并初始化length为0。返回值为分配内存的首地址，也就是线性表的指针，代码如下：
1 /*
2 *线性表的初始化,分配内存，并初始化元素的个数
3 */
4 SqList* initSqlist()
5 {
6 SqList *myList = (SqList *) malloc(sizeof(SqList));
7 myList->length = 0;
8 return myList;
9 }
5.接下来我们就要写如何往线性表中增加元素了
(1),以栈的形式来往我们的顺序线性表中增加元素，也就是每次往线性表中的末尾添加元素。在前面的ios部分的博客中的UINavigationController中提到了栈的概念，下面的代码就是入栈的过程。用大白话说，就是往线性表的末尾添加元素。在添加之前呢，要判断该线性表是否有额外的空间来容纳我们要入栈的元素。代码如下：
1 /*
2 *增加元素(以栈的形式添加元素,往线性表的尾部添加元素)--(入栈)
3 */
4 Status pushElement(ElemType element, SqList *list)
5 {
6 int length = list->length;
7 //判断线性表的合法性
8 if (length < 0 || length >= MAXSIZE)
9 {
10 return ERROR;
11 }
12
13 //length合法，往尾部添加元素
14 list->data[length] = element;
15 list->length ++;
16
17 return SUCCESS;
18 }
(2)、上面的是入栈，也就是从尾部添加元素，接下啦就是如何往任意的合法位置插入元素。顺序线性表插入元素的思想是从后往前为我们的要插入的位置腾空，腾出空来，我们就插入元素，然后length加一，代码如下：
1 //顺序线性表插入元素
2 Status insertElementWithLocation(ElemType elment, SqList *list, int location)
3 {
4 int length = list->length;
5 //判断线性表的合法性
6 if (length < 0 || length >= MAXSIZE)
7 {
8 return ERROR;
9 }
10
11 //判断位置的合法性
12 if (location < 0 || location > length)
13 {
14 return ERROR;
15 }
16
17 //插入元素
18 for(int i = length; i >= 0; i --)
19 {
20 //元素从后往前移动，给插入的位置腾出空
21 if (i >= location)
22 {
23 list->data[i] = list->data[i-1];
24 }
25 else
26 {
27 //腾出位置以后结束循环
28 break;
29 }
30 }
31
32 //往插入的位置赋新的值
33 list->data[location] = elment;
34 list->length ++;
35
36 return SUCCESS;
37 }
(3)、接下来就是队列出场的时候啦，队列增加元素是从头插入的，所以我们只需调用上面的插入函数就可以实现入队列的功能，代码如下：
1 //按队列的形式增加元素（入队列）
2 Status intoQueueWithElement(ElemType element, SqList *list)
3 {
4 //调用插入语句，往顺序线性表中的头部添加元素，也就是如对列的围脖
5 Status error = insertElementWithLocation(element, list, 0);
6
7 if (error == ERROR) {
8 return ERROR;
9 }
10 return SUCCESS;
11 }
6、上面的部分是增加元素，下面就开始我们的删除元素的部分
(1)、还是按照上面的思路来，看一下顺序存储结构下的线性表的栈是如何删除元素的。当然啦，这个很简单啦，也就是出栈的过程，从线性表的末尾移除元素即可，同时length减一，代码如下：
1 /**
2 *以栈的形式来删除元素--（出栈),*element用于接收pop出的值
3 */
4 Status popElement(ElemType *element,SqList *list)
5 {
6 int length = list->length;
7 //判断线性表的合法性
8 if (length < 0 || length >= MAXSIZE)
9 {
10 return ERROR;
11 }
12
13
14 *element = list->data[length - 1];
15 list->length --;
16
17 return SUCCESS;
18
19 }
(2)、给出位置删除元素的代码如下，这个正好和给出位置增加元素相反，这个是从删除的位置依次覆盖，然后length减一即可，代码如下
1 //删除指定位置的元素
2 Status deleteElementWithLocation(ElemType *element, SqList *list, int location)
3 {
4 int length = list->length;
5 //判断线性表的合法性
6 if (length < 0 || length >= MAXSIZE)
7 {
8 return ERROR;
9 }
10
11 //判断位置的合法性
12 if (location < 0 || location >= length)
13 {
14 return ERROR;
15 }
16
17 //取出要删除的元素
18 *element = list->data[location];
19
20 //覆盖掉要删除的元素
21 for (int i = location; i < length-1; i ++) {
22 list->data[i] = list->data[i+1];
23 }
24 list->length --;
25
26
27 return SUCCESS;
28 }
(3)出队列的过程和出栈的过程是一样的，都是从线性表的最后删除元素，代码如下：
1 //出队列，和出栈一样，都是取出最后一个元素
2 Status outQueueWithList(ElemType *element, SqList *list)
3 {
4
5 Status error = popElement(element, list);
6 if (error == ERROR) {
7 return ERROR;
8 }
9 return SUCCESS;
10 }
7、遍历我们的顺序线性表，代码如下：
1 /*
2 *遍历顺序线性表
3 */
4 Status displayList(SqList *list)
5 {
6 int length = list->length;
7 //判断线性表的合法性
8 if (length < 0 || length >= MAXSIZE)
9 {
10 return ERROR;
11 }
12
13 NSLog(@"********************************");
14 for (int i = 0; i < list->length ; i ++) {
15 NSLog(@"数值 = %d，内存地址 = %p", list->data[i], &list->data[i]);
16 }
17 NSLog(@"********************************\\n\\n");
18
19 return SUCCESS;
20 }
8、基本代码编写完毕，下面就该我们做测试啦
(1),首先在main函数中进行线性表的初始化，然后push进5个数字，并输出。由输出结果可以看出，在内存中的地址是连续的，并且是从线性表的末尾添加的元素代码如下：
1 //初始化顺序线性表
2 SqList *list = initSqlist();
3
4 NSLog(@"把1-5按顺序入栈");
5 //往顺序线性表中以栈的存储方式存入值,入栈
6 for (int i = 1; i < 6; i ++) {
7 pushElement(i, list);
8 }
9 //遍历线性表
10 displayList(list);
运行结果如下：
(2)、测试往任意的位置插入值（为了整齐，后来运行的时候把10，给改成了8）,代码如下，内存地址当然也是连续的啦
1 //往第0个位置插入数值10； 2 NSLog(@"往第0个位置插入数值10"); 3 insertElementWithLocation(8, list, 0); 4 displayList(list);
运行结果如下：
(3)、出栈的测试代码如下
1 //出栈 2 ElemType element; //用于接收pop出的值 3 popElement(&element, list); 4 NSLog(@"出栈后的值为：%d, 值的地址为：%p", element, &element); 5 displayList(list);
运行结果如下：
(4)、入队列的测试代码如下：
//入队列
NSLog(@"把9入队列");
intoQueueWithElement(9, list);
displayList(list);
运行结果如下：
(5)、出队列的测试代码如下：（下面NSlog打印的时候有的小错误，把出栈应该换成出队列，因为是截得图，所以就不改了，在这声明一下的啦）。
1 //出队列 2 ElemType lastElement; 3 outQueueWithList(&lastElement, list); 4 NSLog(@"出栈后的值为：%d, 值的地址为：%p", lastElement, &lastElement); 5 displayList(list);
运行结果如下：
(6)、删除指定位置的元素，测试代码如下：
1 //删除指定位置上的数据 2 NSLog(@"删除下标为三的元素"); 3 ElemType deleteElement; 4 deleteElementWithLocation(&deleteElement, list, 3); 5 NSLog(@"被删除的值为：%d, 内存地址：%p", deleteElement, &deleteElement); 6 displayList(list);
运行结果如下：
上面呢就是用C语言描述的顺序存储结构下的线性表了，其中也给出了队列和栈的操作。那么在OC中如何使用栈和队列的结构呢？其实蛮简单的，用NSMutableArray就完全可以实现上述的操作，因为苹果已经给我们封装好啦，直接用就可以了。不过原理性的东西还是要明白的。有关NSMutableArray的东西，请参考前面有关OC部分的博客：Objective-C中的集合类 ，栈和队列的使用请参考iOS部分的iOS开发之画图板(贝塞尔曲线)，今天的博客就先到这，欢迎批评指正。
作者：青玉伏案
出处：http://www.cnblogs.com/ludashi/
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