初阶数据结构--顺序表

1.顺序表的本质

顺序表本质上来说呢，就是数组，只不过它的空间可以动态增长，并且要求它里面的存储数据的方式必是从左往右连续的。它归属于线性表，因为它的逻辑结构是线性的，同时物理结构也是线性的。（这里提醒一点：线性表只是表示逻辑结构线性的，并不要求其物理结构连续，例如链表的物理结构就不是线性的）

线性表又分为静态线性表和动态顺序表：

（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。

那动态线性表那么好，又为啥开辟了那么多新的数据结构呢：答案是动态线性表肯定是有缺陷的。

2.动态线性表的缺陷：1.动态增容有性能损耗2.当需要头部插入一个数据时，需要将后面的数据一一往后挪，这将是一个时间复杂度为o（n)的操作，你可能认为才o(n)，但对于积土成山，这终究不是什么好事，肯定会对效率产生一定影响。

3.动态顺序表的创建以及初始化：（1）对于创建首先要说明的是这个a指针是指向数组，为什么用指针，就是为了方便后续开辟更多空间，如果是数组那么空间固定，就是静态顺序表了。然后对于把int类型定义别名为SeqDataType,是为了后续便于改变顺序表中数据类型（就是只要再开头改一下即可）

typedef int SeqDataType;
typedef struct SeqList
{
	SeqDataType* a;//指向动态开辟的数组
	int size;//有效数据个数
	int capacity;//容量
}SeqList;

（2）初始化：这里我们讲一下assert函数，它是断言函数，assert（x）这个x语句放的是一个判断，如果判断出错，程序会停止，并告诉你在哪出错，这样方便于我们来找出错误，而不是从第一行傻傻的看代码。。

void SeqListInit(SeqList* pq)
{
	//assert(pq != NULL);这一句与下一句作用相同
	assert(pq);
	pq->a = NULL;
	pq->size = pq->capacity = 0;
}

（3）销毁：当然我们会初始化了，肯定还得会销毁。

这里我们强调一点，就是free函数，只是把指针指向的空间释放，并不是把指针指向空，所以我们之后还得让指针指向空。

void SeqListDestroy(SeqList* pq)
{
	assert(pq);
	free(pq->a);
	pq->a = NULL;
	pq->capacity = pq->size = 0;
}

（4）扩容：所谓动态，就是可以随着我们插入数据，改变我们数据结构的空间大小，那必然会牵扯到扩容。

void SeqCheckCapacity(SeqList* pq)
{//满了，需要增容
	assert(pq);
	if (pq->size == pq->capacity)
	{
		int newcapacity = pq->capacity * 2;
		SeqDataType* newA = realloc(pq->a, sizeof(SeqDataType)*newcapacity);
		if (newA == NULL)
		{
			printf("realloc fail\n");
			exit(-1);
		}
		pq->a = newA;
		pq->capacity = newcapacity;
	}
}

void SeqCheckCapacity(SeqList* pq)
{//满了，需要增容
	assert(pq);
	if (pq->size == pq->capacity)
	{
		int newcapacity = pq->capacity == 0 ? 4 : pq->capacity * 2;
		SeqDataType* newA = realloc(pq->a, sizeof(SeqDataType)*newcapacity);
		if (newA == NULL)
		{
			printf("realloc fail\n");
			exit(-1);
		}
		pq->a = newA;
		pq->capacity = newcapacity;
	}
}

关于以上两个代码，聪明的你们，肯定一眼就看出不同，就是如果初始容量为0，那么0*2还为0，这样不管乘多少次，它都达不到扩容的作用。这也是很多人忽视的一点。

关于realloc函数，我们讲一点：realloc函数会探测后续空间够不够，（1）如果够，那么直接在后面开辟空间（2）如果不够，就会重新找一块大的空间，将原来的数据拷贝，粘贴到新空间，并将原空间释放。

（5）打印顺序表

这个简单，就是将表遍历一遍即可。

void SeqListPrint(SeqList* pq)
{
	assert(pq);
	for (int i = 0; i < pq->size; i++)
	{
		printf("%d ", pq->a[i]);
	}
	printf("\n");
}

（6）顺序表的接口函数：

接口函数有很多，我们先声明一下

void SeqListPushBack(SeqList* pq, SeqDataType x);//尾插
void SeqListPushFront(SeqList* pq, SeqDataType x);//头插
void SeqListPopBack(SeqList* pq);//尾删
void SeqListPopFront(SeqList* pq);//头删
int SeqListFind(SeqList* pq, SeqDataType x);//查找
void SeqListInsert(SeqList* pq,int pos, SeqDataType x);//插入
void SeqListErase(SeqList* pq, int pos);//删除
void SeqListModify(SeqList* pq, int pos, SeqDataType x);//更改数据

看到这么多函数是不是脑子又不够用啦，但细心的小伙伴又发现了，你看这底下删除函数和插入函数都有了，不是可以直接替代上面四个函数吗？我想说确实可以，但学知识是循序渐进的，先从简单的头插尾插，头删尾删开始，掌握规律，再来把它升华。

（1）因为和数组差不多，尾插尾删较为简单：上代码！！！

void SeqListPushBack(SeqList* pq, SeqDataType x)//尾插
{
	assert(pq);
	SeqCheckCapacity(pq);
	pq->a[pq->size] = x;
	pq->size++;
}

void SeqListPopBack(SeqList* pq)//尾删
{
	assert(pq);
	assert(pq->size > 0);
	pq->size--;
}

（2）头插头删：这里我们就需要挪动数据，头插是从后到前依次往后挪，头删是从前到后依次往前挪。废话少说上代码！！

void SeqListPushFront(SeqList* pq, SeqDataType x)//头插
{
	assert(pq);
	SeqCheckCapacity(pq);
	int end = pq->size - 1;
	while (end >= 0)
	{
		pq->a[end + 1] = pq->a[end];
		end--;
	}
	pq->a[0] = x;
	pq->size++;
}

void SeqListPopFront(SeqList* pq)//头删
{
	assert(pq);
	assert(pq->size > 0);
	int begin = 0;
	while (beginsize-1)
	{
		pq->a[begin] = pq->a[begin + 1];
		begin++;
	}
	pq->size--;
}

（3）查找算法，其实较为简单，说到底就是一次数组遍历：

int SeqListFind(SeqList* pq, SeqDataType x)//查找
{
	assert(pq);
	for (int i = 0; i < pq->size; i++)
	{
		if (pq->a[i] == x)
		{
			return i;
		}
	}
	return -1;
}

（4）插入删除算法：插入删除在学会头插头删挪动方法的基础，就也不难。

void SeqListInsert(SeqList* pq, int pos, SeqDataType x)
{
	assert(pq);
	assert(pos >= 0 && pos <= pq->size);//小于等于是为了方便尾插
	SeqCheckCapacity(pq);
	int end = pq->size - 1;
	while (end >= pos)
	{
		pq->a[end + 1] = pq->a[end];
		end--;
	}
	pq->a[pos] = x;
	pq->size++;

}

void SeqListErase(SeqList* pq, int pos)//删除
{
	assert(pq);
	assert(pos >= 0 && pos <= pq->size - 1);

	int begin = pos;
	while (begin <= pq->size - 1)
	{
		pq->a[begin] = pq->a[begin + 1];
		begin++;
	}
	pq->size--;
}

（5）更改：与数组操作相似

void SeqListModify(SeqList* pq, int pos, SeqDataType x)
{
	assert(pq);
	assert(pos >= 0 && pos <= pq->size - 1);
	pq->a[pos] = x;
}

到这里关于顺序表的介绍就这么多了，希望对你有所收获。如有收获，请给点赞。