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。
本片文章主要讲述线性表中的静态顺序表和动态顺序表。
1. 静态顺序表:使用定长数组存储。
2. 动态顺序表:使用动态开辟的数组存储。
// 顺序表的静态存储
#define N 100
typedef int SLDataType;
typedef struct SeqList
{
SLDataType array[N]; // 定长数组
size_t size; // 有效数据的个数
}SeqList;
// 顺序表的动态存储
typedef struct SeqList
{
SLDataType* array; // 指向动态开辟的数组
size_t size ; // 有效数据个数
size_t capicity ; // 容量空间的大小
}SeqList;
静态顺序表和动态顺序表,我们可以清楚的看到两者之间的差异:
静态顺序表采用定长数组;而动态顺序表采用动态开辟的数组,当size==capacity的时候,此时插入元素的话就要就行扩容(对capacity进行更新,具体见代码)。
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#define MAX 10
typedef int DateType;
typedef unsigned int size_t;
typedef struct seqlist
{
DateType array[MAX];
int size;//数组中有效元素的个数
}Seqlist,*pSeqlist;
//Seqlist===struct seqlist pSeqlist===struct seqlist*
//顺序表的初始化
void InitSeqlist(pSeqlist);
//顺序表的打印
void Printf(pSeqlist);
//顺序表尾插
void PushBack(pSeqlist, DateType);
//顺序尾删
void PopBack(pSeqlist);
//顺序头插
void PushFront(pSeqlist,DateType);
//顺序头删
void PopFront(pSeqlist);
//插入任意位置的操作
void Insert(pSeqlist, size_t, DateType);
//删除任意位置的操作
void Erase(pSeqlist, size_t);
// 在顺序表中查找值为data的元素,返回该元素在顺序表中的下标
int SeqListFind(pSeqList, DataType);
// 删除顺序表中值为data的元素
void SeqListRemove(pSeqList, DataType);
// 删除顺序表中所有值为data的元素
void SeqListRemoveAll(pSeqList, DataType);
// 判断顺序表是否为空
int SeqListEmpty(pSeqlist);
// 获取顺序表中元素的个数
int SeqListSize(pSeqlist);
// 用冒泡排序对顺序表中的元素进行排序
void BubbleSort(int* array, int size);
// 用选择排序对顺序表中的元素进行排序
void SelectSort(int* array, int size);
// 选择排序优化---一次找出最大最小元素所在的位置
void SelectSort_OP(int* array, int size);
seqlist.c
#include "Seqlist.h"
#include
#include
#include
//顺序表的初始化
void InitSeqlist(pSeqlist seq)
{
seq->size = 0;
memset(seq->array, 0, sizeof(seq));
}
//顺序表的打印
void Printf(pSeqlist seq)
{
int i = 0;
assert(seq);
for (i = 0; i< seq->size;i++){
printf("%d ", seq->array[i]);
}
printf("\n");
}
//顺序表尾插
void PushBack(pSeqlist seq, DateType data)
{
assert(seq);
if (seq->size>MAX){
return;
}
seq->array[seq->size] = data;
seq->size++;
}
//顺序尾删
void PopBack(pSeqlist seq){
assert(seq);
if (seq->size==0){
return;
}
seq->size--;
}
//顺序头插
void PushFront(pSeqlist seq, DateType data)
{
int i = 0;
assert (seq);
if (seq->size>MAX){
return;
}
for (i = seq->size; i >0;i--){
seq->array[i] = seq->array[i-1];
}
seq->array[0] = data;
seq->size++;
}
//顺序头删
void PopFront(pSeqlist seq){
int i = 0;
assert(seq);
for (; i< seq->size-1; i++){
seq->array[i] = seq->array[i + 1];
}
seq->size--;
}
//插入任意位置的操作
void Insert(pSeqlist seq,size_t pos,DateType data){
int i = 0;
assert(seq);
if (pos>=MAX){
return;
}
for (i = seq->size; i>pos;i--){
seq->array[i] = seq->array[i-1];
}
seq->array[pos] = data;
seq->size++;
}
//删除任意位置的操作
void Erase(pSeqlist seq,size_t pos){
int i = 0;
assert(seq);
if (pos>MAX){
return;
}
for (i = pos; i < seq->size-1;i++){
seq->array[i] = seq->array[i + 1];
}
seq->size--;
}
// 在顺序表中查找值为data的元素,返回该元素在顺序表中的下标
int SeqListFind(pSeqlist seq, DateType data){
int i = 0;
assert(seq);
for (i = 0; i < seq->size;i++){
if (seq->array[i]==data){
return i;
}
}
return -1;
}
// 删除顺序表中值为data的元素
void SeqListRemove(pSeqlist seq, DateType data){
int ret = 0;
assert(seq);
ret = SeqListFind(seq,data);
if (ret==-1){
return;
}
Erase(seq, ret);
}
// 删除顺序表中所有值为data的元素
void SeqListRemoveAll(pSeqlist seq, DateType data){
int count = 0;
int i = 0;
for (i = 0; i < seq->size;i++){
if (seq->array[i]==data){
count++;
}
else{
seq->array[i - count] = seq->array[i];
}
}
seq->size = seq->size - count;
}
// 判断顺序表是否为空
int SeqListEmpty(pSeqlist seq){
assert(seq);
if (seq->size==0){
return 0;
}
return 1;
}
// 获取顺序表中元素的个数
int SeqListSize(pSeqlist seq){
assert(seq);
return seq->size;
}
// 用冒泡排序对顺序表中的元素进行排序
void BubbleSort(int* array, int size){
int i = 0;
int j = 0;
int ret = 0;
for (i = 0; i < size-1 ; i++){
for (j = 0; j <size-1-i; j++){
if (array[j]>array[j+1])
{
ret = array[j];
array[j] = array[j + 1];
array[j + 1] = ret;
}
}
}
}
// 用选择排序对顺序表中的元素进行排序
//初始序列:{49 27 65 97 76 12 38}
//第1趟:12与49交换:12{ 27 65 97 76 49 38 }
//第2趟:27不动 :12 27{65 97 76 49 38}
//第3趟:65与38交换:12 27 38{97 76 49 65}
//第4趟:97与49交换:12 27 38 49{76 97 65}
//第5趟:76与65交换:12 27 38 49 65{97 76}
//第6趟:97与76交换:12 27 38 49 65 76 97 完成
void SelectSort(int* array, int size){
int i = 0;
int j = 0;
int flag = 0;
int ret = 0;
for (i = 0; i < size - 1;i++){
flag = i;
for (j = i; j<size-1;j++){
if (array[flag]>array[j + 1]){
flag = j+1;
}
}
if (flag != i){
ret = array[flag];
array[flag] = array[i];
array[i] = ret;
}
}
}
// 选择排序优化---一次找出最大最小元素所在的位置
void swap(int *a,int *b){
int p;
p = *a;
*a = *b;
*b = p;
}
void SelectSort_OP(int* array, int size){
int i = 0;
int left = 0;
int right = size - 1;
while (left<=right)
{
int min = left;
int max = right;
for (i = left; i <=right;i++){
if (array[i]<array[min]){
min = i;
}
if (array[i]>array[max]){
max = i;
}
}
swap(&array[left], &array[min]);
if (left == max)//最大的在最小位置上,最小的在最大
max = min;
swap(&array[right], &array[max]);
left++;
right--;
}
}
OK,以上就是静态顺序表的基本接口了。
#pragma once
#include
#include
#include
#include
typedef int SLDataType ;
typedef struct SeqList
{
SLDataType* array ;
int capacity ;
int size ;
}SeqList ;
//初始化&销毁
void SeqListInit(SeqList* sl, size_t capacity) ;
void SeqListDestroy(SeqList* sl) ;
//增删查改
//尾插
void SeqListPushBack(SeqList* sl, SLDataType data) ;
//头插
void SeqListPushFront(SeqList* sl, SLDataType data) ;
//尾删
void SeqListPopBack(SeqList* sl) ;
//头删
void SeqListPopFront(SeqList* sl) ;
//打印
void SeqListPrint(SeqList* sl) ;
//内部接口
void CheckCapacity(SeqList* sl) ;
//获取元素
void GetElem(SeqList* sl, int i, SLDataType* e) ;
//表中间插入操作
void SeqListInsert(SeqList* sl, size_t pos, SLDataType data) ;
//表中间删除操作
void SeqListDelete(SeqList* sl, size_t pos) ;
//在顺序表中查询元素
int SeqListFind(SeqList* sl, SLDataType data) ;
//删除遇到的指定的第一个元素
void SeqListRemove(SeqList* sl, SLDataType data) ;
//修改pos所在下标对应的元素
void SeqListModify(SeqList* sl, size_t pos, SLDataType data) ;
//删除遇到所有的指定元素
void SeqListRemoveAll(SeqList* sl, SLDataType data) ;
//冒泡排序
void SeqListBubbleSort(SeqList* sl) ;
//折半查找(二分查找)
int SeqListBinarySearch(SeqList* sl, SLDataType data) ;
//SeqList.c
#include "SeqList.h"
//初始化
void SeqListInit(SeqList* sl, size_t capacity)
{
sl->capacity = capacity ;
sl->size = 0 ;
sl->array = (SLDataType *) malloc (capacity * sizeof(SLDataType)) ;
assert(sl->array != NULL) ;
printf("初始化成功!元素个数为%d\n",sl->size) ;
}
//销毁
void SeqListDestroy(SeqList* sl)
{
assert(sl != NULL) ;
free(sl->array) ;
sl->array = NULL ; //防御性代码
sl->capacity = sl->size = 0 ;
printf("销毁成功!元素个数为%d\n",sl->size) ;
}
//尾插
void SeqListPushBack(SeqList* sl, SLDataType data)
{
assert(sl != NULL) ;
CheckCapacity(sl) ;
sl->array[sl->size] = data ;
sl->size++ ;
//printf("尾插成功!元素个数为%d\n",sl->size) ;
}
//尾删
void SeqListPopBack(SeqList* sl)
{
assert(sl != NULL) ;
if(sl->size == 0)
{
printf("此表本为空,无法删除!\n") ;
}
else
{
sl->size-- ;
printf("尾删成功!元素个数为%d\n",sl->size) ;
}
}
//头插
void SeqListPushFront(SeqList* sl, SLDataType data)
{
int i = 0 ;
assert(sl != NULL) ;
CheckCapacity(sl) ;
for(i=sl->size-1; i>=0; i--)
{
sl->array[i+1] = sl->array[i] ; /****************************/
}
sl->array[0] = data ;
sl->size++ ;
printf("头插成功!元素个数为%d\n",sl->size) ;
}
//打印
void SeqListPrint(SeqList* sl)
{
int i = 0 ;
for(i=0; i<sl->size; i++)
{
printf(" %d ", sl->array[i]) ;
}
printf("\n打印成功!元素个数为: %d\n",sl->size) ;
}
//内部接口
void CheckCapacity(SeqList* sl)
{
int i = 0 ;
//申请空间
int newCapacity = sl->capacity * 2 ;
SLDataType * newArray = (SLDataType*) malloc (newCapacity * sizeof(SLDataType)) ;
assert(newArray) ;
//搬运
//int i = 0 ;
for(i=0; i<sl->size; i++)
{
newArray[i] = sl->array[i] ;
}
//释放旧的空间
free(sl->array) ;
//再保存新的
sl->array = newArray ;
sl->capacity = newCapacity ;
}
//获得某位置的元素
void GetElem(SeqList* sl, int i, SLDataType* e)
{
//若表长为0,或者i不在正确的范围内,则提示操作错误
if(sl->size == 0 || i<1 || i>sl->size)
{
printf("获取操作失败!\n") ;
}
//若i的位置合法,则打印
else
{
*e = sl->array[i-1] ;
printf("获取成功,array[%d]为: %d\n", i-1,*e) ;
}
}
//表中间插入操作
void SeqListInsert(SeqList* sl, size_t pos, SLDataType data)
{
//i为数据下标
int i = 0 ;
assert(sl) ;
CheckCapacity(sl) ;
assert((int)pos >= 0 && (int)pos <= sl->size) ;
for(i=sl->size-1; i>=pos; i--)
{
sl->array[i+1] = sl->array[i] ;
}
sl->array[pos] = data ;
sl->size++ ;
}
//表中间删除操作
void SeqListDelete(SeqList* sl, size_t pos)
{
//i 为数据下标
int i = 0 ;
assert(sl) ;
assert((int)pos>=0 && (int)pos<=sl->size-1) ;
for(i=pos+1; i<sl->size; i++)
{
sl->array[i-1] = sl->array[i] ;
}
sl->size-- ;
}
//在顺序表中查询元素
int SeqListFind(SeqList* sl, SLDataType data)
{
//若在顺序表中找到该元素,则返回其下标,否则返回-1
int i = 0 ;
assert(sl != NULL) ;
for(i=0; i<sl->size; i++)
{
if(sl->array[i] == data)
{
return i ;
}
}
return -1 ;
}
//删除遇到的指定的第一个元素
void SeqListRemove(SeqList* sl, SLDataType data)
{
int pos = SeqListFind(sl, data) ;
if(pos != -1)
{
SeqListDelete(sl, pos) ;
}
}
//修改pos所在下标对应的元素
void SeqListModify(SeqList* sl, size_t pos, SLDataType data)
{
assert(sl != NULL) ;
assert((int)pos>=0 && (int)pos<=sl->size-1) ;
sl->array[pos] = data ;
}
//删除遇到所有的指定元素
void SeqListRemoveAll(SeqList* sl, SLDataType data)
{
int j = 0 ;
int i = 0 ;
for(i=0; i<sl->size; i++)
{
if(sl->array[i] != data)
{
sl->array[j++] = sl->array [i] ;
}
}
sl->size = j ;
}
//比较大小
static void Swap(int* a, int* b)
{
int tmp = *a ;
*a = *b ;
*b = tmp ;
}
//冒泡排序
void SeqListBubbleSort(SeqList* sl)
{
int i = 0 ;
int j = 0 ;
assert(sl != NULL) ;
for(i=0; i<sl->size-1; i++)
{
for(j=0; j<sl->size-1-i; j++)
{
if(sl->array[j] > sl->array[j+1])
{
Swap(sl->array+j, sl->array+j+1) ;//与 Swap(&sl->array[j],&sl->array[j+1])等价
}
}
}
}
//折半查找(二分查找)
int SeqListBinarySearch(SeqList* sl, SLDataType data)
{
//left和right均为下标,范围是[left, right] ,左闭右闭区间
int left = 0 ;
int right = sl->size-1 ;
int mid = 0 ;
while(left <= right)
{
mid = (right-left)/2 + left ;
if(data == sl->array[mid])
{
return mid ;
}
else if(data < sl->array[mid])
{
right = mid - 1 ;
}
else
{
left = mid+ 1 ;
}
}
return -1 ;
}
//main.c
#include "SeqList.h"
int main()
{
SeqList sl ;
SLDataType e ;
int BinarySearchRet = 0 ;
printf("----------顺序表的基本操作----------\n") ;
printf("\n初始化:\n") ;
SeqListInit(&sl, 10) ;
printf("\n尾插: \n") ;
SeqListPushBack(&sl, 1) ;
SeqListPushBack(&sl, 2) ;
SeqListPushBack(&sl, 3) ;
SeqListPushBack(&sl, 4) ;
SeqListPushBack(&sl, 5) ;
SeqListPushBack(&sl, 9) ;
SeqListPushBack(&sl, 5) ;
SeqListPushBack(&sl, 8) ;
SeqListPushBack(&sl, 5) ;
SeqListPushBack(&sl, 5) ;
SeqListPushBack(&sl, 5) ;
SeqListPrint(&sl) ;
printf("\n尾删: \n") ;
SeqListPopBack(&sl) ;
SeqListPrint(&sl) ;
printf("\n头插: \n") ;
SeqListPushFront(&sl, 10) ;
SeqListPrint(&sl) ;
printf("\n获取元素: \n") ;
GetElem(&sl, 1,&e) ;
printf("\n插入元素:\n") ;
SeqListInsert( &sl, 3, 99) ;
SeqListPrint(&sl) ;
printf("\n删除元素:\n") ;
SeqListDelete(&sl, 2) ;
SeqListPrint(&sl) ;
printf("\n删除遇到的第一个元素:\n") ;
SeqListRemove(&sl, 5) ;
SeqListPrint(&sl) ;
printf("\n修改指定位置的元素: \n") ;
SeqListModify(&sl, 3, 333) ;
SeqListPrint(&sl) ;
printf("\n删除遇到的指定的所有元素:\n") ;
SeqListRemoveAll(&sl, 5) ;
SeqListPrint(&sl) ;
printf("\n排序\n") ;
SeqListBubbleSort(&sl) ;
SeqListPrint(&sl) ;
printf("\n二分查找:\n") ;
BinarySearchRet = SeqListBinarySearch(&sl, 333) ;
printf("\n二分查找到的下标是:[%d]\n", BinarySearchRet) ;
printf("\n销毁:\n") ;
SeqListDestroy(&sl) ;
printf("\n") ;
return 0 ;
}