数据结构 — 线性表（一）

第一课

线性表的深度理解

• 以下哪个选项对线性表的描述是正确的？
  a. 班级中同学的友谊关系
  b. 公司中的上下级关系
  c. 冬天图书排队占座关系
  d. 花名册上名字之间的关系
• 正确答案是（d）

线性表的定义

• 线性表是零个或多个数据元素的集合
• 线性表中的数据元素之间是有顺序的
• 线性表中的数据元素个数是有限的
• 线性表中的数据元素的类型必须相同

线性表的性质

• a0为线性表的第一个元素，只有一个后继
• an为线性表的最后一个元素，只有一个前驱
• 除a0和an外的其他元素ai，既有前驱，又有后继
• 线性表能够逐项访问和顺序存取

小结

• 线性表是数据元素的有序并且有限的集合
• 线性表中的数据元素必须是类型相同的
• 线性表可用于描述“队列类型”关系的问题

第二课

线性表的一些常用操作

• 创建线性表
• 销毁线性表
• 清空线性表
• 将元素插入线性表
• 将元素从线性表中删除
• 获取线性表中某个位置的元素
• 获取线性表的长度

线性表操作的实现

• 线性表在程序中表现为一种特殊的数据类型
• 线性表的操作在程序中的表现为一组函数

小结

• 线性表在程序中表现为一种特殊的数据类型
• 线性表的操作则表现为一组相关的函数

第三课

顺序存储的定义

线性表的顺序存储结构，指的是用一段地址连续的存储单元依次存储线性表的数据元素

用一维数组来实现顺序存储结构

• 存储空间的起始位置：数组node
• 线性表的最大容量：数组长度MAXSIZE
• 线性表的当前长度：length

获取元素操作

• 判断线性表是否合法
• 判断位置是否合法
• 直接通过数组下标的方式获取元素

插入元素操作

• 判断线性表是否合法
• 判断插入位置是否合法
• 把最后一个元素到插入位置的元素后移一个位置
• 将新元素插入
• 线性表长度加一

删除元素操作

• 判断线性表是否合法
• 判断删除位置是否合法
• 将元素取出
• 将删除位置后的元素分别向前移动一个位置
• 线性表长度减一

创建可复用的顺序线性表（附代码）

优点

• 无需为线性表中的逻辑关系增加额外的空间
• 可以快速的获取表中合法位置的元素

缺点

• 插入和删除操作需要移动大量元素
• 当线性表长度变化较大时难以确定存储空间的容量

代码

List.h

#ifndef _LIST_H_
#define _LIST_H_

typedef void List;
typedef void ListNode;

/*
    该方法用于创建并且返回一个空的线性表
*/
List* List_Create(int capacity);

/*
    该方法用于销毁一个线性表list
*/
void List_Destroy(List* list);

/*
    该方法用于将一个线性表list中的所有元素清空
    使得线性表回到创建时的初始状态
*/
void List_Clear(List* list);

/*
    该方法用于返回一个线性表list中的所有元素个数
*/
int List_Length(List* list);

/*
    该方法用于向一个线性表list的pos位置处插入新元素node
    返回值为1表示插入成功，0表示插入失败
*/
int List_Insert(List* list, ListNode* node, int pos);

/*
    该方法用于获取一个线性表list的pos位置处的元素
    返回值为pos位置处的元素，NULL表示获取失败
*/
ListNode* List_Get(List* list, int pos);

/*
    该方法用于删除一个线性表list的pos位置处的元素
    返回值为被删除的元素，NULL表示删除失败
*/
ListNode* List_Delete(List* list, int pos);

#endif

List.c

#include 
#include 
#include "List.h"

typedef unsigned int TListNode;
typedef struct _tag_List
{
    int capacity;
    int length;
    TListNode* node;
}TList;

List* List_Create(int capacity){
    TList* ret = NULL;
    if(capacity >= 0)
    {
        ret = (TList*)malloc(sizeof(TList)+sizeof(TListNode)*capacity);
    }
    if(ret != NULL)
    {
        ret->capacity = capacity;
        ret->length = 0;
        ret->node = (TListNode*)(ret+1);
    }
    return ret;
}

void List_Destroy(List* list){
    free(list);
}

void List_Clear(List* list){
    TList* slist = (TList*)list;
    if(slist != NULL)
    {
        slist->length = 0;
    }
} 

int List_Length(List* list){
    TList* slist = (TList*)list;
    int ret = -1;
    if(slist != NULL)
    {
        ret = slist->length;
    }
    return ret;
}

int List_Insert(List* list, ListNode* node, int pos){
    TList* slist = (TList*)list;
    int ret = (slist != NULL);
    int i = 0;
    ret = ret && (slist->length + 1 <= slist->capacity);
    ret = ret && (0 <= pos);
    if(ret)
    {
        if(pos >= slist->length)
        {
            pos = slist->length;
        }
        for(i=slist->length;i>pos;i--)
        {
            slist->node[i] = slist->node[i-1];
        }
        slist->node[i] = (TListNode*)node;
        slist->length++;
    }
    return ret;
}

ListNode* List_Get(List* list, int pos){
    TList* slist = (TList*)list;
    ListNode* ret = NULL;
    if((slist != NULL) && (0 <= pos) && (pos <= slist->length))
    {
        ret = (ListNode*)slist->node[pos];
    }
    return ret;
}

ListNode* List_Delete(List* list, int pos){
    ListNode* ret = List_Get(list,pos);
    TList* slist = (TList*)list;
    int i = 0;
    if(ret != NULL)
    {
        for(i=pos+1;ilength;i++)
        {
            slist->node[i-1] = slist->node[i];
        }
        slist->length--;
    }
    return ret;
}

main.c

#include 
#include 
#include "List.h"
int main(int argc, char *argv[])
{
    List* list = List_Create(5);
    int i=0;
    int j=1;
    int k=2;
    int x=3;
    int y=4;
    int z=5;
    int index=0;
    List_Insert(list,&i,0);
    List_Insert(list,&j,0);
    List_Insert(list,&k,0);
    List_Insert(list,&x,0);
    List_Insert(list,&y,0);
    List_Insert(list,&z,0);
    for(index=0;index0)
    {
        int* p = (int*)List_Delete(list,0);
        printf("%d\n",*p);
    }
    List_Destroy(list);
}