当前位置: 首页 > article >正文

数据结构---详解顺序表

一、顺序表的定义和结构

线性表(linear list)是n个具有相同特性的数据元素的有限序列。 线性表是⼀种在实际中广泛使用的数据结构,常见的线性表:顺序表、链表、栈、队列、字符串…
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。

二、顺序表的分类

1、顺序表和数组的区别

  • 顺序表的底层结构是数组,对象组的封装,实现了常用的增删改查等接口

2、静态顺序表

  • 使用定长数组存储元素
typedef int SLDataType;
#define N 10
typedef struct SeqList{
   SLDataType a[N]; //这里我们就是定数组个数
   int size; //有效数据个数
}SL;

缺点:如果是定长,我们在很多时候会产生空间少了不够用,空间多了产生浪费。
那这样来看静态的顺序表就不是我们的最优选择。

3、动态顺序表

  • 动态顺序顺序表使用起来就更加灵活,也不会像上述一样产生空间不够或者是空间浪费的情况,可以对结构进行增删查改。接下下来我们就来实现动态顺序表。

三、动态顺序表的实现

1、创建顺序表

  • 如下图所示创建三个文件
  • 第一个文件是用来声明函数和定义顺序表的,第二个文件时用来实现函数,第三个文件是用来测试的。
    在这里插入图片描述
  • 我们在SeqList.h这个文件中把需要用到的头文件给写上,如下图
    在这里插入图片描述
  • 其他两个文件把以上这个头文件写上就好啦!
  • 我们就要开始创建顺序表的结构了
typedef int SLDatatype;

typedef struct SeqList {
	SLDatatype* arr;
	int size;  //有效个数
	int capacity;  //容量大小
}SL;

在这里插入图片描述

我们看上面这个代码,①定义一个类型的名字,后续我们可能用的是char类型或者其他类型都方便修改。②这里我们就是创建一个数组啦。下面的size表示的是数组中的有效个数,而capacity则是表示数组的容量大小(也就是顺序表的容量大小)

2、顺序表的初始化

  • 创建了一个顺序表第一步肯定是初始化啦!下面我们来看看顺序表是怎么初始化的。
//初始化
void SLInit(SL* ps)
{
	ps->arr = NULL;
	ps->size = ps->capacity = 0;
}

我们看上述代码,刚刚开始数组内没有值,所以我们初始化将arr置为空,有效数据和容量大小这个就不用说了肯定是0的。这个很好理解。

3、顺序表的销毁

  • 顺序表的销毁就没啥好说的,直接上代码。

void SLDestroy(SL* ps)
{
	assert(ps);
	free(ps->arr);
	ps->arr = NULL;
	ps->capacity = ps->size = 0;
}

4、顺序表的打印

  • 刚刚开始,我们先来上点简单的,顺序表打印。
void SLPrint(SL* ps)
{
	for (int i = 0; i < ps->size; i++)
	{
		printf("%d ", ps->arr[i]);
	}
	printf("\n");
}

我们看上面的这几行代码是不是很熟悉,这不就是打印数组数据吗?但是我们要注意的是下图这个位置,范围是ps->size。
在这里插入图片描述

5、顺序表扩容

  • 我们上面也讲到这个是动态顺序表,不像静态顺序表是定好长度,动态顺序表是可以对结构进行增删查改。那我们下面就来实现动态顺序表的扩容。
//判断空间是否足够,不足扩容
void SLcheckCapacity(SL* ps)
{
	if (ps->size == ps->capacity)
	{
		//运用三目操作符
		int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity * 2;
		//空间不够--2倍增容
		SLDatatype* tmp = (SLDatatype*)realloc(ps->arr, newCapacity * sizeof(SLDatatype));
		//判断是否增容成功
		if (tmp == NULL)
		{
			perror("realloc fail!");
			exit(1);
		}
		ps->arr = tmp;
		ps->capacity = newCapacity;
	}
}

在这里插入图片描述

我们看上面图片划出来的四个点
① 当size == cpacity的时候说明空间已经满了,所以用这个作为判断是否需要扩容的标准
② 这个乍一看我们会很懵逼,为啥要用三目操作符呢?其实我们往上看,我们初始化的时候将capacity置为0,之间相乘是不是还是0。
③ 这里我们用二倍增容,具体为啥不是三倍四倍的就不详细展开了,这个要画图分析,懒了。
④ 最后我们判断完扩容成功了吗?成功后要记得要赋值。

6、顺序表的尾插

  • 尾插尾插,何为尾插?就是在顺序表屁股后面插入数据,那我们该怎么插入呢?看下来代码:
//尾插
void SLPushBack(SL* ps, SLDatatype x)
{
	assert(ps != NULL);
	//空间不够,申请空间
	SLcheckCapacity(ps);
	//空间足够,插入数据,插入后++到下一个数据
	ps->arr[ps->size++] = x;
}

尾插代码上面写好注释了,注意要assert一下。

7、顺序表的头插

  • 有尾插就当然有头插了
//头插
void SLPushFront(SL* ps, SLDatatype x)
{
	assert(ps);
	//增容
	SLcheckCapacity(ps);
	//数据整体向后挪动一位
	for (int i = ps->size; i > 0 ; i--)
	{
		ps->arr[i] = ps->arr[i - 1];
	}
	//插入数据
	ps->arr[0] = x;
	//因为增加了一个有效数字所以size要++
	++ps->size;
}

8、顺序表的尾删

//尾删
void SLPopBack(SL* ps)
{
	assert(ps && ps->size > 0);
	//--后有效的数字就减少一个了
	--ps->size;
}

9、顺序表的头删

//头删
void SLPopFront(SL* ps)
{
	assert(ps && ps->size);
	//将后面的数据往前移动
	for (int i = 0; i < ps->size - 1; i++)
	{
		ps->arr[i] = ps->arr[i + 1];
	}
	--ps->size;
}

10、顺序表的查找

//查找
int SLFind(SL* ps, SLDatatype x) 
{
	for (int i = 0; i < ps->size; i++)
	{
		if (ps->arr[i] == x)
		{
			return i;
		}
	}
	return -1;
}

11、顺序表指定位置插入数据

//指定位置插入数据
void SLInsert(SL* ps, int pos, SLDatatype x)
{
	assert(ps);
	assert(pos >= 0 && pos <= ps->size);
	//增容
	SLcheckCapacity(ps);
	for (int i = ps->size ; i > pos ; i--)
	{
		ps->arr[i] = ps->arr[i - 1];
	}
	ps->arr[pos] = x;
	++ps->size;
}

12、顺序表删除指定位置数据

//删除指定位置的数据
void SLErase(SL* ps, int pos)
{
	assert(ps);
	assert(pos >= 0 && pos < ps->size);

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

四、代码总览

1、SeqList.h

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

typedef int SLDatatype;

typedef struct SeqList {
	SLDatatype* arr;
	int size;  //有效个数
	int capacity;  //容量大小
}SL;

//初始化
void SLInit(SL* ps);
//销毁
void SLDestroy(SL* ps);
//判断空间是否足够
void SLcheckCapacity(SL* ps);
//打印
void SLPrint(SL* ps);
//尾插
void SLPushBack(SL* ps, SLDatatype x);
//头插
void SLPushFront(SL* ps, SLDatatype x);
//尾删
void SLPopBack(SL* ps);
//头删
void SLPopFront(SL* ps);
//查找
int SLFind(SL *ps, SLDatatype x);
//指定位置之前插入数据
void SLInsert(SL* ps, int pos, SLDatatype x);
//删除指定位置的数据
void SLErase(SL* ps, int pos);

2、SeqList.c

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include "SeqList.h"

//初始化
void SLInit(SL* ps)
{
	ps->arr = NULL;
	ps->size = ps->capacity = 0;
}

//销毁
void SLDestroy(SL* ps)
{
	assert(ps);
	free(ps->arr);
	ps->arr = NULL;
	ps->capacity = ps->size = 0;
}

//判断空间是否足够,不足扩容
void SLcheckCapacity(SL* ps)
{
	if (ps->size == ps->capacity)
	{
		//运用三目操作符
		int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity * 2;
		//空间不够--2倍增容
		SLDatatype* tmp = (SLDatatype*)realloc(ps->arr, newCapacity * sizeof(SLDatatype));
		//判断是否增容成功
		if (tmp == NULL)
		{
			perror("realloc fail!");
			exit(1);
		}
		ps->arr = tmp;
		ps->capacity = newCapacity;
	}
}
//打印
void SLPrint(SL* ps)
{
	for (int i = 0; i < ps->size; i++)
	{
		printf("%d ", ps->arr[i]);
	}
	printf("\n");
}

//尾插
void SLPushBack(SL* ps, SLDatatype x)
{
	assert(ps != NULL);
	//空间不够,申请空间
	SLcheckCapacity(ps);
	//空间足够,插入数据,插入后++到下一个数据
	ps->arr[ps->size++] = x;
}
//头插
void SLPushFront(SL* ps, SLDatatype x)
{
	assert(ps);
	//增容
	SLcheckCapacity(ps);
	//数据整体向后挪动一位
	for (int i = ps->size; i > 0 ; i--)
	{
		ps->arr[i] = ps->arr[i - 1];
	}
	//插入数据
	ps->arr[0] = x;
	//因为增加了一个有效数字所以size要++
	++ps->size;
}
//尾删
void SLPopBack(SL* ps)
{
	assert(ps && ps->size > 0);
	//--后有效的数字就减少一个了
	--ps->size;
}
//头删
void SLPopFront(SL* ps)
{
	assert(ps && ps->size);
	//将后面的数据往前移动
	for (int i = 0; i < ps->size - 1; i++)
	{
		ps->arr[i] = ps->arr[i + 1];
	}
	--ps->size;
}
//查找
int SLFind(SL* ps, SLDatatype x) 
{
	for (int i = 0; i < ps->size; i++)
	{
		if (ps->arr[i] == x)
		{
			return i;
		}
	}
	return -1;
}
//指定位置插入数据
void SLInsert(SL* ps, int pos, SLDatatype x)
{
	assert(ps);
	assert(pos >= 0 && pos <= ps->size);
	//增容
	SLcheckCapacity(ps);
	for (int i = ps->size ; i > pos ; i--)
	{
		ps->arr[i] = ps->arr[i - 1];
	}
	ps->arr[pos] = x;
	++ps->size;
}
//删除指定位置的数据
void SLErase(SL* ps, int pos)
{
	assert(ps);
	assert(pos >= 0 && pos < ps->size);

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

3、test.c

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include "SeqList.h"

//尾插测试
void SLTest1()
{
	SL s1;
	//传值:形参是实参的拷贝
	//传地址:形参的改变会影响实参
	//所以这里要传地址
	SLInit(&s1);
	SLPushBack(&s1, 1);
	SLPushBack(&s1, 2);
	SLPushBack(&s1, 3);
	SLPushBack(&s1, 4);
	SLPushBack(&s1, 5);
}
//头插测试
void SLTest2()
{
	//初始化
	SL s1;
	SLInit(&s1);
	SLPushFront(&s1, 1);
	SLPushFront(&s1, 2);
	SLPushFront(&s1, 3);
	SLPushFront(&s1, 4);
	SLPushFront(&s1, 5);
}
//尾删测试
void SLPTest1()
{
	SL s1;
	SLInit(&s1);
	//先插入数据(头插)
	SLPushFront(&s1, 1);
	SLPushFront(&s1, 2);
	SLPushFront(&s1, 3);
	SLPushFront(&s1, 4);
	SLPushFront(&s1, 5);
	//打印
	SLPrint(&s1);
	//尾删
	SLPopBack(&s1);
	//打印
	SLPrint(&s1);
}
//头删测试
void SLPTest2()
{
	SL s1;
	SLInit(&s1);
	//先插入数据(头插)
	SLPushFront(&s1, 1);
	SLPushFront(&s1, 2);
	SLPushFront(&s1, 3);
	SLPushFront(&s1, 4);
	SLPushFront(&s1, 5);
	//打印
	SLPrint(&s1);
	//头删
	SLPopFront(&s1);
	//打印
	SLPrint(&s1);
}
//查找测试
void SLFTest()
{
	SL s1;
	SLInit(&s1);
	//先插入数据(头插)
	SLPushFront(&s1, 1);
	SLPushFront(&s1, 2);
	SLPushFront(&s1, 3);
	SLPushFront(&s1, 4);
	SLPushFront(&s1, 5);
	//查找
	int ret = SLFind(&s1, 3);
	if (ret < 0)
		printf("找到了!");
	else
		printf("未找到!");
}
//指定位置插入数据测试
void SLITest()
{
	SL s1;
	SLInit(&s1);
	//先插入数据(头插)
	SLPushFront(&s1, 1);
	SLPushFront(&s1, 2);
	SLPushFront(&s1, 3);
	SLPushFront(&s1, 4);
	SLPushFront(&s1, 5);
	//打印
	SLPrint(&s1);
	//插入
	SLInsert(&s1, 3, 99);
	//打印
	SLPrint(&s1);
}
//删除指定位置的数据测试
void SLETest()
{
	SL s1;
	SLInit(&s1);
	//先插入数据(头插)
	SLPushFront(&s1, 1);
	SLPushFront(&s1, 2);
	SLPushFront(&s1, 3);
	SLPushFront(&s1, 4);
	SLPushFront(&s1, 5);
	//打印
	SLPrint(&s1);
	//删除
	SLErase(&s1, 2);
	//打印
	SLPrint(&s1);
}
int main()
{
	//尾插测试
	//SLTest1();
	//头插测试
	//SLTest2();
	//尾删测试
	//SLPTest1();
	//头删测试
	//SLPTest2();
	//查找测试
	//SLFTest();
	// //指定位置插入数据测试
	//SLITest();
	//删除指定位置的数据测试
	SLETest();

	return 0;
}

http://www.kler.cn/a/385743.html

相关文章:

  • SpringBoot使用AspectJ的@Around注解实现AOP全局记录接口:请求日志、响应日志、异常日志
  • Vue3 模板语法
  • IDEA2024:右下角显示内存
  • 代码随想录算法训练营第四十八天|Day48 单调栈
  • 学习threejs,使用第一视角控制器FirstPersonControls控制相机
  • v-html 富文本中图片使用element-ui image-viewer组件实现预览,并且阻止滚动条
  • python项目使用sqlalchemy的order_by方法报错‘Out of sort memory‘的解决方案
  • FP独立站引流革命:GG斗篷技术解锁流量新策略
  • Linux挖矿病毒(kswapd0进程使cpu爆满)
  • Linux环境基础开发工具的使用_yum源_vim_Git控制器
  • 【HGT】文献精讲:Heterogeneous Graph Transformer
  • 《XGBoost算法的原理推导》12-14决策树复杂度的正则化项 公式解析
  • 原创:使用Qt Creator作为Linux IDE,实现CMake编译和gdb单步调试
  • JavaScript中执行上下文和执行栈是什么?
  • Unity自动打包——Shell交互
  • 力扣第38题:外观数列(C语言解法)
  • spring相关的面试题
  • C++ 优先算法 —— 三数之和(双指针)
  • 跨浏览器设备指纹
  • 拷贝构造(详解)
  • StarUML建模工具安装学习与汉化最新零基础详细教程【一键式下载】(适用于Windows、MacOS系统、Linux系统)
  • 哈尔滨等保测评常见误区破解:避免陷入安全盲区
  • 【人工智能】10分钟解读-深入浅出大语言模型(LLM)——从ChatGPT到未来AI的演进
  • 2024.6月GESP一级真题讲解(含视频讲解)
  • Spring学习笔记_28——事务
  • 【Qt】Macbook M1下载安装