数据结构-顺序表各项功能的实现

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前言

线性表是n个具有相同属性的有限数列，常见的线性表有：=顺序表，链表，栈，队列，字符串…
线性表在逻辑上是线性结构，也就是说连成一条直线，但是在物理结构上不一定连续，线性表在物理上存储是，通常以数组和链式结构的形式进行存储。
本章，我们将通过顺序表的实现来研究顺序表

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一、"SeqList.h"部分

一个大的工程，永远不可能只有一个源文件，所以我们要善于将一个工程分成几个部分来完结，该头文件则是包含了库函数的引用头文件及函数的定义，包括了几个顺序表的功能，这里我们将其一一列出
需要注意的部分博主已经注释

#include 
#include 
#include 
//动态顺序表
typedef int SLDateType;
typedef struct SeqList
{
	SLDateType* a;//指向动态开辟数组
	int size;//存储有效数据个数
	int capacity;//空间大小
}SeqList;

// 对数据的管理:增删查改 
void SeqListInit(SeqList* ps);//初始化
void SeqListDestroy(SeqList* ps);//消除

void SLCheckCapacity(SeqList* ps);//扩容空间
void SeqListPrint(SeqList* ps);//打印
void SeqListPushBack(SeqList* ps, SLDateType x);//尾插
void SeqListPopBack(SeqList* ps);//尾删
void SeqListPushFront(SeqList* ps, SLDateType x);//头插
void SeqListPopFront(SeqList* ps);//头删


// 顺序表查找
int SeqListFind(SeqList* ps, SLDateType x);
// 顺序表在pos位置插入x
void SeqListInsert(SeqList* ps, int pos, SLDateType x);
// 顺序表删除low位置的值
void SeqListErase(SeqList* ps, int low);

下面我们就要围绕着头文件进行程序的编写

二、"SeqList.c"部分

1.初始化

既然是动态规划内存，那便少不了malloc，relloc之类动态内存函数的使用，这里，我们使用malloc进行动态开辟数组空间
代码如下：

void SeqListInit(SeqList* ps)
{
	ps->a = (SLDateType*)malloc(sizeof(SLDateType) * 4);
	if (ps->a == NULL)
	{
		perror("malloc failed");
		exit(-1);
	}
	ps->size = 0;
	ps->capacity = 4;
}

初始化比较简单，这里我们就讲到这

2.销毁

我们开辟空间后，不在使用时，要及时销毁，对于释放内存空间，且与malloc经常一起出没的，那便是free函数，释放内存后，别忘了讲指针置空

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

3.扩容及打印

有时候我们在添加数时可能会发生空间满了的情况，所以这时候我们就要扩容，但扩容用哪个动态内存函数好呢，答案肯定是realloc，因为它能更灵活的对内存大小进行调整
注：realloc开辟的内存空间千万不能用free释放，因为realloc自己带有释放功能，盲目使用可能会造成意想不到的后果

void SLCheckCapacity(SeqList* ps)//扩容
{
	//满了就要去扩容
	if (ps->size == ps->capacity)
	{
		SLDateType* tmp = (SLDateType*)realloc(ps->a, ps->capacity * 2 * sizeof(SLDateType));
		if (tmp == NULL)
		{
			perror("realloc failed");
			exit(-1);
		}
		ps->a = tmp;
		ps->capacity *= 2;
	}
}

打印就比较简单了，基本上写代码就能用，这里我们之间上代码

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

4.尾插及尾删

尾插，顾名思义就是在数组结尾处插入一个数字，这里我们的有效数字个数size就得加1，并防止ps->size>=ps->capacity即可

void SeqListPushBack(SeqList* ps, SLDateType x)//尾插
{
	SLCheckCapacity(ps);
	ps->a[ps->size] = x;
	ps->size++;
}

尾删也就是讲最后一位数字删去，这里我们要防止出现数组没数据的情况即(ps->size=0).
这里我们可以采用断言函数来控制size的范围

void SeqListPopBack(SeqList* ps)//尾删
{
	//暴力删除
	assert(ps->size > 0);
	ps->size--;

5.头插及头删

这两个也类似与上面的尾插和尾删，同样得注意ps->size=ps->capacity及ps->size=0的情况，这里与数组的首尾增添相似，这里就不细讲了，直接上代码

void SeqListPushFront(SeqList* ps, SLDateType x)//头插
{
	SLCheckCapacity(ps);
	int end = ps->size - 1;
	while (end >= 0)
	{
		ps->a[end + 1] = ps->a[end];
		--end;
	}
	ps->a[0] = x;
	ps->size++;
}

void SeqListPopFront(SeqList* ps)//头删
{
	assert(ps->size > 0);
	for (int i = 0; i < ps->size; i++)
		ps->a[i] = ps->a[i + 1];
	ps->size--;
}

6.顺序表查找

顺序表的查找原理与数组查找大致一致，读者可以根据数组查找来复刻出顺序表查找的方式，上代码

int SeqListFind(SeqList* ps, SLDateType x)//顺序表查找
{
	for (int i = 0; i < ps->size; i++)
	{
		if (x == ps->a[i])
		{
			return 1;
		}
	}
	return 0;
}

7.顺序表在pos位插入x

这里插入问题首先还是要考虑ps->size=ps->capacity的情况，如何插入一个数字与数组同样是大相径庭，故这里就不细讲

void SeqListInsert(SeqList* ps, int pos, SLDateType x)// 顺序表在pos位置插入x
{
	SLCheckCapacity(ps);
	assert(pos>=0&&pos<=ps->size);
	int end = ps->size - 1;
	while (end >= pos)
	{
		ps->a[end + 1] = ps->a[end];
		end--;
	}
	ps->a[pos] = x;
	ps->size++;
	SeqListPrint(ps);
}

8.顺序表删除low位置的数

提到删除，第一时间想到会不会出现ps->size=0的情况，然后同样利用数组知识，写出代码

void SeqListErase(SeqList* ps, int low)// 顺序表删除low位置的值
{
	assert(low>=0&&low<ps->size);
	int i = 0;
	for (i = 0; i < ps->size; i++)
	{
		if (i != low - 1)
			printf("%d ", ps->a[i]);
	}
}

顺序表的核心部分到此结束了，下面我们来进行模拟实现

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三、"text.c"部分

这里我们对照函数部分写出对应的实现方法，来确定函数是否有误，这里我们直接放代码

#include "SeqList.h"



void TestSeqList1()//尾插尾删
{
	SeqList sl;
	SeqListInit(&sl);
	SeqListPushBack(&sl, 1);
	SeqListPushBack(&sl, 2);
	SeqListPushBack(&sl, 3);
	SeqListPushBack(&sl, 4);

	SeqListPopBack(&sl);
	SeqListPrint(&sl);

	SeqListDestroy(&sl);
}

void TestSeqlist2()//头插头删
{
	SeqList sl;
	SeqListInit(&sl);
	SeqListPushFront(&sl, 1);
	SeqListPushFront(&sl, 2);
	SeqListPushFront(&sl, 3);
	SeqListPushFront(&sl, 4);

	SeqListPopFront(&sl);
	SeqListPrint(&sl);

	SeqListDestroy(&sl);
}

void TestSeqlist3()//查找数
{
	SeqList sl;
	SeqListInit(&sl);
	SeqListPushBack(&sl, 1);
	SeqListPushBack(&sl, 2);
	SeqListPushFront(&sl, 3);
	SeqListPushFront(&sl, 4);
	SeqListPrint(&sl);

	int ret = SeqListFind(&sl, 2);
	if (ret == 1)
	{
		printf("找到了，下标为:%d\n", ret);
	}
	else
		printf("该数字不在该顺序表里\n");
	//SeqListPrint(&sl);

	SeqListDestroy(&sl);
}

void TestSeqlist4()//顺序表在pos位置插入x，在low删除数字
{
	SeqList sl;
	SeqListInit(&sl);
	SeqListPushBack(&sl, 1);
	SeqListPushBack(&sl, 2);
	SeqListPushFront(&sl, 3);
	SeqListPushFront(&sl, 4);
	printf("插入前:\n");
	SeqListPrint(&sl);

	printf("插入后:\n");
	SeqListInsert(&sl, 3, 5);

	printf("删除low位置数字后:\n");
	SeqListErase(&sl, 2);

	SeqListDestroy(&sl);
}

int main()
{
	printf("尾插尾删用例\n");
	TestSeqList1();
	printf("头插头删用例\n");
	TestSeqlist2();
	printf("顺序表查找数据用例\n");
	TestSeqlist3();
	printf("顺序表在pos位置插入x,删除low位置的数用例\n");
	TestSeqlist4();
	return 0;
}

博主使用的用例结果如下图所示：

结语

关于顺序表的内容即实现到这里就结束了，希望可以帮到各位