[数据结构_初阶] 线性表 顺序表及其实现

1.什么是线性表

1.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…
2.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。
•  数组在物理上和逻辑上都是连续的，都是线性的

2.什么是顺序表

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：存储数据的空间是固定的；
问题：开小了不够用，开大了浪费空间，现实中不实用
2.动态顺序表：存储数据的空间是可以动态增长的，可以更好的适应于现实使用

3.顺序表的实现

(1)SeqList.h 顺序表各项功能的接口及函数的声明

#include
#include
#include
#include
typedef int SLDatatype;
typedef struct SeqList
{
     
	SLDatatype* a;   //存储数据空间的指针
	int size;  //有效数据的个数
	int capacity; //容量空间大小
}SeqList;
//顺序表初始化声明
void SeqListInit(SeqList* pSl);
//顺序表销毁声明
void SeqListDestory(SeqList* pSl);
//检查空间，如果满了，进行空间增容
void CheckCapacity(SeqList* pSl);
//顺序表打印声明
void SeqListPrint(SeqList* pSl);
//顺序表尾插
void SeqListPushBack(SeqList* pSl,SLDatatype x);
//顺序表头插
void SeqListPushFront(SeqList* pSl, SLDatatype x);
//顺序表尾删
void SeqListPopBack(SeqList* pSl);
//顺序表头删
void SeqListPopFront(SeqList* pSl);
//顺序表查找
SLDatatype SeqListFind(SeqList* pSl, SLDatatype x);
//顺序表在pos位置插入
void SeqListInsert(SeqList* pSl, int pos, SLDatatype x);
//顺序表删除pos位置的值
void SeqListErase(SeqList* pSl, int pos);

(2)SeqList.c 各个接口功能的实现

#include"SeqList.h"
void CheckCapacity(SeqList* pSl)
{
     
	//空间不够，需要增容
	if (pSl->size == pSl->capacity)
	{
     
		SLDatatype* tmp = (SLDatatype*)realloc(pSl->a, sizeof(SLDatatype)*pSl->capacity * 2);
		//如果空间不足，可能增容失败
		if (pSl->a == NULL)
		{
     
			printf("顺序表已满,无法插入\n");
			exit(-1);
		}
		pSl->a = tmp;
		pSl->capacity *= 2;
	}
}
//顺序表初始化；需要传址
void SeqListInit(SeqList* pSl)
{
     
	pSl->a = (SLDatatype*)malloc(sizeof(SLDatatype)* 4);
	//malloc失败
	if (pSl->a == NULL)
	{
     
		printf("malloc fail\n");
		exit(-1);
	}
	memset(pSl->a, 0,sizeof(SLDatatype) * 4);
	pSl->size = 0;
	pSl->capacity = 4;
}
//顺序表销毁；需要传址
void SeqListDestory(SeqList* pSl)
{
     
	free(pSl->a);
	pSl->a = NULL;
	pSl->size = 0;
	pSl->capacity = 0;
}
//顺序表打印
void SeqListPrint(SeqList* pSl)
{
     
	for (int i = 0; i < pSl->size; ++i)
	{
     
		printf("%d ", pSl->a[i]);
	}
	printf("\n");
}
//顺序表尾插
void SeqListPushBack(SeqList* pSl, SLDatatype x)
{
     
	assert(pSl);
	CheckCapacity(pSl);
	//空间够了，直接把插入的数据放到a[size]位置处
	pSl->a[pSl->size] = x;
	pSl->size++;
}
//顺序表头插
void SeqListPushFront(SeqList* pSl, SLDatatype x)
{
     
	assert(pSl);
	CheckCapacity(pSl);
	//从最后一个数的位置开始一个一个往后移
	int end = pSl->size - 1;
	while (end >= 0)
	{
     
		pSl->a[end + 1] = pSl->a[end];
		--end;
	}
	//x赋值给头位置
	pSl->a[0] = x;
	pSl->size++;
}
//顺序表尾删
void SeqListPopBack(SeqList* pSl)
{
     
	assert(pSl);
	//若无此步骤size为0时再size--为-1
	assert(pSl->size > 0);
	pSl->size--;
}
//顺序表头删
void SeqListPopFront(SeqList* pSl)
{
     
	assert(pSl);
	assert(pSl->size > 0);
	int begin = 1;
	//从第二个数的位置开始往前移
	while (begin < pSl->size)
	{
     
		pSl->a[begin - 1] = pSl->a[begin];
		++begin;
	}
	pSl->size--;
}
//顺序表查找,可以查找一个数在不在数组里，并返回其下标，配合其他接口使用
SLDatatype SeqListFind(SeqList* pSl, SLDatatype x)
{
     
	assert(pSl);
	for (int i = 0; i < pSl->size; ++i)
	{
     
		if (pSl->a[i] == x)
		{
     
			return i;
		}
	}
	return -1;
}
//顺序表在pos位置插入
void SeqListInsert(SeqList* pSl, int pos, SLDatatype x)
{
     
	assert(pSl);
	assert(pos >= 0 && pos < pSl->size);
	CheckCapacity(pSl);
	int end = pSl->size - 1;
	while (end >= pos)
	{
     
		pSl->a[end + 1] = pSl->a[end];
		--end;
	}
	pSl->a[pos] = x;
	pSl->size++;
}
//顺序表删除pos位置的值
void SeqListErase(SeqList* pSl, int pos)
{
     
	assert(pSl);
	assert(pos >= 0 && pos < pSl->size);
	while (pos < pSl->size - 1)
	{
     
		pSl->a[pos] = pSl->a[pos + 1];
		++pos;
	}
	pSl->size--;
}

(3)test.c 用于测试各项功能

#include"SeqList.h"
int main()
{
     
	SeqList Sl;
	//测试顺序表初始化
	SeqListInit(&Sl);
	//测试顺序表尾插
	SeqListPushBack(&Sl, 1);
	SeqListPushBack(&Sl, 2);
	SeqListPushBack(&Sl, 3);
	SeqListPushBack(&Sl, 4);
	SeqListPushBack(&Sl, 5);
	SeqListPrint(&Sl);
	//测试顺序表头插
	SeqListPushFront(&Sl, 0);
	SeqListPrint(&Sl);
	//测试顺序表尾删
	SeqListPopBack(&Sl);
	SeqListPopBack(&Sl);
	SeqListPrint(&Sl);
	//测试顺序表头删
	SeqListPopFront(&Sl);
	SeqListPrint(&Sl);
	SeqListFind(&Sl,1);
	SeqListPrint(&Sl);
	//测试顺序表在pos位置插入
	SeqListInsert(&Sl, 1, 20);
	SeqListPrint(&Sl);
	//测试顺序表删除pos位置的值
	SeqListErase(&Sl, 0);
	SeqListPrint(&Sl);
	//测试顺序表查找
	int pos = SeqListFind(&Sl, 3);
	if (pos != -1)
	{
     
		printf("有3\n");
	}
	//查找配合删除删掉指定的数
	int pos1 = SeqListFind(&Sl, 2);
	if (pos1 != -1)
	{
     
		SeqListErase(&Sl, pos1);
	}
	SeqListPrint(&Sl);
	//顺序表销毁
	SeqListDestory(&Sl);
	return 0;
}

此顺序表test.c只是为了测试各个功能是否正常，如需优化可自行修改