数据结构——顺序表的C语言代码实现

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数据结构——顺序表的C语言代码实现
数据结构——八种链表的C语言代码实现
数据结构——栈的C语言代码实现
数据结构——队列的C语言代码实现
数据结构——堆的C语言代码实现

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前言

使用C语言实现顺序表，重点实现动态顺序表。加强模块化实现功能的能力，了解并熟练使用realloc（），assert（）等函数。

一、基础知识

1.顺序表的概念（Sequential List）

鬼话：顺序表 就是把线性表中的所有元素按照其逻辑顺序，依次储存到从指定的储存位置开始的一块 连续 的储存空间中。
人话：自我理解，特殊的数组！即将连续的数据存储在数组中，注意连续性，不可跳跃式存储。

2.常用的接口函数

在进行数据结构的代码实现时，最常用的接口函数便是：增、删、查、改。
增：尾插、头插、指定位置插入；
删：尾删、头删、指定位置删除；
查：遍历查找；
改：先找后改；

3.realloc（）函数使用细节

realloc（）函数：
void* realloc (void* ptr, size_t size);
注意：
1.返回值是void*，实际使用中应合理使用强制类型转换；
2.size_t size 是字节数，即所需要开辟的空间大小，此处应和calloc（）结合记忆，注意区别！
3.引用
戳此处，查看realloc函数标准形式
realloc（）是C语言中最常用的扩容或缩容函数，其改变已开辟的内存空间大小的工作实质是:
在已有空间的末尾寻找空余的连续空间，若末尾的空余空间足够开辟，则便在此处进行开辟，返回的指针为原指针，即所开辟的空间的起始地址没有发生改变；若末尾的空余空间不足以开辟，则对已开辟空间所存储的内容进行拷贝，然后在内存的其它位置寻找足够大的连续空间进行开辟，而原有空间被系统释放，故此时该函数的返回值不再是原指针，即所开辟的空间的起始地址发生了改变；
但实际使用时，未避免引用过多指针，常使用以下方式进行操作：

(DataType*) ptr=(DataType*)realloc(p,sizeof(DataType)*size_t);
if(ptr!=NULL)
	p=ptr;

4.assert( )函数

assert（）函数：

void assert (int expression);

戳此处，查看assert()函数标准形式
注意引用
条件为真，继续向下执行；
条件为假，终止程序。

二、代码实现

1.SepList.h

（1）引用函数库

#include
#include
#include

（2）定义动态顺序表

建议遵循命名规则，将动态数组命名为arr等名字，p总是带来误解，但我懒得改了。。。

typedef int SLDataType;
//便于更改所存储数据的类型
typedef struct SeqLIst
{
	SLDataType* p;
	int size;
	int capacity;
}SL;

（3）接口函数声明

注意在设计接口函数时应使用传址的参数

//初始顺序表
void SeqListInit(SL* ps);

//顺序表的尾插法
void SeqListPushBack(SL* ps, SLDataType n);

//顺序表的尾删法
void SeqListPopBack(SL* ps);

//顺序表的头插法
void SeqListPushFront(SL* ps, SLDataType n);

//顺序表的头删法
void SeqListPopFront(SL* ps);

//查找顺序表中的数据位置
int Find(SL* ps,SLDataType n);

//指定位置插入
void SeqListInsert(SL* ps, int location, SLDataType n);

//指定位置删除
void SeqListDelete(SL* ps, int location);

//检测顺序表容量是否足够
void CheckCapacity(SL* ps);

//接口函数测试函数
void PrintSeqList(SL* ps);

//删除顺序表
void DestroySeqList(SL* ps);

2.SepList.c

此文件用于实现各接口函数。

（1）引用头文件

#include"SeqList.h"

（2）初始顺序表

//初始顺序表
void SeqListInit(SL* ps)
{
	(*ps).p = NULL;
	ps->capacity = 0;
	ps->size = 0;
}

（3）检测顺序表容量是否足够

//检测顺序表容量是否足够
void CheckCapacity(SL* ps)
{
	//进行扩容，两种情况：1.没有开辟空间；2.容量用尽
	if (ps->size == ps->capacity)
	{
		int Newcapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity * 2;
		SLDataType* ptr = (SLDataType*)realloc(ps->p, sizeof(SLDataType) * Newcapacity);
		if (ptr != NULL)
			//扩容成功
			ps->p = ptr;
		else
		{
			printf("realloc fail !");
			//异常退出，终止程序，使用return的话，只是退出该函数
			exit(-1);
		}
		ps->capacity = Newcapacity;
	}
}

（4）顺序表的尾插法

//顺序表的尾插法
void SeqListPushBack(SL* ps, SLDataType n)
{
	CheckCapacity(ps);
	ps->p[ps->size] = n;
	ps->size += 1;
}

（5）顺序表的尾删法

<1>使用if判断的温和法

void SeqListPopBack(SL* ps)
{
	if(ps->size>0)
	ps->size--;
}

<2>使用assert（）断言的暴躁法

何为暴躁？
assert（条件）条件为假，直接终止函数！

void SeqListPopBack(SL* ps)
{
	assert(ps->size>0)
	ps->size--;
}

（6）全部删除

//删除顺序表
void DestroySeqList(SL* ps)
{
	free(ps->p);
	//防止该指针成为野指针
	ps->p = NULL;
	ps->capacity = ps->size = 0;
}

（7）头插法

//顺序表的头插法
void SeqListPushFront(SL* ps, SLDataType n)
{
	CheckCapacity(ps);
	//用前值覆盖后值，实现整体后移，必须从后向前两两操作
	ps->size += 1;
	int end = ps->size - 1;
	while (end > 0)
	{
		//实现插入前的数组的整体后移
		ps->p[end] = ps->p[end - 1];
		end--;
	}
	ps->p[0] = n;
}

（8）头删法

//顺序表的头删法
void SeqListPopFront(SL* ps)
{      
	assert(ps->size > 0);
	//将已有数组整体前移
	int head = 0;
	while (head < ps->size - 1)
	{
		ps->p[head] = ps->p[head + 1];
		head++;
	}
	ps->size--;
}

（9）查找某个数值的位置

int Find(SL* ps, SLDataType n)
{
	if (ps->size == 0)
	{
		printf("顺序表为空!\n");
		exit(-1);
	}
	int tem = 0;
	while (tem < ps->size)
	{
		if (ps->p[tem] == n)
		{
			return tem;
		}
		tem++;
	}
	printf("顺序表中没有该值！\n");
	return -1;
}

（10）指定位置插入

注意判断所要插入的位置，进而合理使用已有的接口函数，该程序设计中输入的位置是从1开始的！

//指定位置插入
void SeqListInsert(SL* ps, int location,SLDataType n)
{
	//因为输入的位置是从1开始数的
	int L = location - 1;
	//确保所要插入的位置合法
	assert(L>=0&&L<=ps->size);
	//确保顺序表不为空
	assert(ps->size > 0);
	CheckCapacity(ps);
	//如果插入位置在头部
	if (L == 0)
	{
		SeqListPushFront(ps, n);
	}
	//如果插入位置在尾部
	else if (L == ps->size)
	{
		SeqListPushBack(ps, n);
	}
	//如果插入位置在已有数组内部
	else
	{
		ps->size++;
		int temend = ps->size - 1;
		while (temend > L)
		{
			ps->p[temend] = ps->p[temend - 1];
			temend--;
		}
		ps->p[L] = n;
	}
}

（11）指定位置删除

//指定位置删除
void SeqListDelete(SL* ps, int location)
{
	int L = location - 1;
	//确保输入的位置合法
	assert(L>=0&&L<=ps->size-1);
	//确保顺序表不为空
	assert(ps->size > 0);
	if (L == 0)
	{
		SeqListPopFront(ps);
	}
	else if (L == ps->size - 1)
	{
		SeqListPopBack(ps);
	}
	else
	{
		int temend = L;
		while (temend < ps->size - 1)
		{
			ps->p[temend] = ps->p[temend+1];
			temend++;
		}
		ps->size -= 1;
	}
}

（12）打印函数

//接口函数测试
void PrintSeqList(SL* ps)
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < ps->size; i++)
	{
		printf("%d ", ps->p[i]);
	}

}

3.test.c

该文件用于存放主函数，本程序只研究如何代码实现顺序表，故多为测试语句，不具有参考价值。具体使用时，可在此处代码实现菜单功能！

（1）引用头文件

#include"SeqList.h"

（2）各种测试函数

该处无参考价值，大家随意设置

void testSeqList()
{
	SL sl;
	SeqListInit(&sl);
	SeqListPushBack(&sl, 1);
	SeqListPushBack(&sl, 2);
	SeqListPushBack(&sl, 3);
	SeqListPushBack(&sl, 4);
	/*SeqListPopBack(&sl,5);
	SeqListPushFront(&sl, 0);*/
	//用来测试接口函数
	PrintSeqList(&sl);
	DestroySeqList(&sl);
}
void testSeqListPushFront()
{
	SL sl;
	SeqListInit(&sl);
	SeqListPushFront(&sl, 1);
 	SeqListPushFront(&sl, 2);
	SeqListPushFront(&sl, 3);
	SeqListPushFront(&sl, 4);
	SeqListPopFront(&sl);
	//int ret=Find(&sl, 2);
	 PrintSeqList(&sl);
	/* printf("\n");
	 printf("%d", ret);*/
	 SeqListDelete(&sl,3);
	 PrintSeqList(&sl);

}

（3）主函数

亦无实际价值

int main()
{
	//testSeqList();
	testSeqListPushFront();
	return 0;
}

三、总结

数据结构的学习在于实际操作，大学课堂的教学偏向于理论学习，如若只是浅尝辄止地了解一些名词概念毫无作用，故特此逐一实现数据结构的C语言代码，进而鞭策自己迎难而上！
与君共勉！