数据结构入门 --------- 顺序表的实现及应用（C语言/零基础/小白/新手 + 通讯录的实现）

目录

1. 什么是线性表

        线性表的分类

2. 什么是顺序表

3.顺序表的分类

        3.1 静态顺序表

        3.2 动态顺序表

4.顺序表的优缺点

5.模拟实现顺序表的相关结构，即顺序表的操作

SeqList.h文件，声明顺序表的相关结构和函数

SeqList.c文件，定义顺序表的相关函数

6.模拟实现通讯录

test.c文件，用于测试通讯录

Contact.h文件，用于声明通讯录及其相关函数

Contact.c文件，用于实现通讯录函数

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        在学习之前，我们需要知道我们接下来所学的是数据结构，线性表是一种数据结构，而顺序表是线性表的一种，了解这个，我们就不会搞混下面的讲解了。

        那么什么是数据结构呢，即存储和组织数据的一种方式；是指相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素集合。上面是一系列“黑话”，我们从实际出发，看看为什么需要数据结构呢？

 

        如图所示，不借助排队的方式来管理客⼾，会导致客⼾就餐感受差、等餐时间长、餐厅营业混乱等情况。同理，程序中如果不对数据进行管理，可能会导致数据丢失、操作数据困难、野指针等情况。 通过数据结构，能够有效将数据组织和管理在⼀起。按照我们的方式任意对数据进行增删改查等操作。

1. 什么是线性表

        什么是线性表呢，在生活中其实很常见，我们路过小学，幼儿园总能看见小朋友们排成一列走出校门，第一个小朋友就是排头，最后一个小朋友就是队尾，按顺序排成一队，每一个小朋友都知道他前面是谁，后面是谁，就如同一根线将他们串联起来，这就可以成为线性表

        线性表（List）,  零个或多个数据元素的有限序列。

        强调几个地方，首先线性表是一个序列，也就是说，元素之间是有序的，元素存在多个，第一个元素无前驱，最后一个元素无后继，其他每个元素有且只有一个前驱和后继。其次线性表强调有限的，无线的数列只存在于数学中的概念。

        线性表的分类

                1.1 顺序表

                1.2 单链表：其中单链表又分为多种，但我们只需要掌握单链表和双向循环带头链表，不要头大，在之后的文章里，我将会和大家分享单链表的所有内容

                

                        

2. 什么是顺序表

        线性表的数据存储结构，指的是用一端地址连续的存储单元一次存储线性表的数据结构

        顺序表，就是线性表的顺序存储结构。我们可以用以为数组来实现顺序表，但我们要知道数组并不等同于顺序表

//顺序表的结构代码
typedef int SLDataType;    

typedef struct SeqList
{
	SLDataType* a;
	int size;
	int capacity;
}SL;

//将int重命名为 SLDataType，也可以将int改为char double 结构体等不同类型，
//这样我们可以非常方便的操作改变顺序表存储的数据

        区分数组长度和线性表长度的区别

                1. 数组长度是存放线性表的存储空间的长度，存储分配后这个量一般是不变的

                2. 线性表的长度是线性表中的数据元素的个数，量是变化的。

3.顺序表的分类

        3.1 静态顺序表

                静态顺序表缺陷：使⽤定长数组存储元素空间给少了不够⽤，给多了造成空间浪费

        3.2 动态顺序表

        

4.顺序表的优缺点

        优点： 无需为表中元素之间的逻辑关系而增加而外的存储空间；可以快速存取表中的任意位置的元素

        缺点：插入和删除操作需要移动大量元素；当线性表长度变化较大时，难以确定存储空间的容量；造成存储空间的“碎片化”

5.模拟实现顺序表的相关结构，即顺序表的操作

SeqList.h文件，声明顺序表的相关结构和函数

#pragma once

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include "Contact.h"

typedef struct ContactgInfo SLDataType;

typedef struct SeqList
{
	SLDataType* a;
	int size;
	int capacity;
}SL;

//顺序表的初始化
void SLInit(SL* ps);

//顺序表的销毁
void SLDestroy(SL* ps);

//打印顺序表
void SLPrint(SL* ps);

//头插
void SLPushFront(SL* ps, SLDataType x);

//尾插
void SLPushBack(SL* ps, SLDataType x);

//头删
void SLPopFront(SL* ps);

//尾删
void SLPopBack(SL* ps);

//在任意位置插入数据
void SLInsert(SL* ps, int pos, SLDataType x);

//在任意位置删除数据
void SLErase(SL* ps, int pos);

//查找数据
bool SLFind(SL* ps, SLDataType x);

SeqList.c文件，定义顺序表的相关函数

#include "SeqList.h"

//顺序表的初始化
void SLInit(SL* ps)
{
	ps->a = NULL;
	ps->size = 0;
	ps->capacity = 0;
}

//顺序表的销毁
void SLDestroy(SL* ps)
{
	if (ps->a)
		free(ps->a);
	ps->a = NULL;
	ps->size = 0;
	ps->capacity = 0;
}

//检查顺序表空间是否足够
void SLCheckCapacity(SL* ps)
{
	if (ps->size == ps->capacity)
	{
		int newcapacity = (ps->capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->capacity);
		SLDataType* temp = (SLDataType*)realloc(ps->a, newcapacity * sizeof(SLDataType));
		if (temp == NULL)
		{
			perror("realloc");
			return;
		}
		ps->a = temp;
		ps->capacity = newcapacity;
	}
}

//检查顺序表是否为空
bool SLIsEmpty(SL* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->capacity == 0;
}

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

//头插
void SLPushFront(SL* ps, SLDataType x)
{
	assert(ps);
	SLCheckCapacity(ps);
	for(int i = ps->size;i>0;i--)
	{
		ps->a[i] = ps->a[i - 1];
	}
	ps->a[0] = x;
	ps->size++;
}

//尾插
void SLPushBack(SL* ps, SLDataType x)
{
	assert(ps);
	SLCheckCapacity(ps);
	ps->a[ps->size] = x;
	ps->size++;
}

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

//尾删
void SLPopBack(SL* ps)
{
	assert(ps);
	assert(!SLIsEmpty(ps));
	ps->size--;
}

//在任意位置插入数据
void SLInsert(SL* ps, int pos, SLDataType x)
{
	assert(ps);
	assert(ps >= 0 && ps <= ps->size);
	SLCheckCapacity(ps);
	for (int i = ps->size;i > pos;i--)
	{
		ps->a[i] = ps->a[i - 1];
	}
	ps->a[pos] = x;
	ps->size++;
}

//在任意位置删除数据
void SLErase(SL* ps, int pos)
{
	assert(ps);
	assert(!SLIsEmpty(ps));
	assert(pos >= 0 && pos <=ps->size);
	for (int i = pos;i < ps->size-1;i++)
	{
		ps->a[i] = ps->a[i + 1];
	}
	ps->size--;
}

//查找数据
bool SLFind(SL* ps, SLDataType x)
{
	for (int i = 0;i < ps->size;i++)
	{
		if (strcmp(ps->a[i].name, x.name) == 0)
		{
			return 1;
		}
	}
	return 0;
}

6.模拟实现通讯录

test.c文件，用于测试通讯录

#include "SeqList.h"
void menu()
{
	printf("*************************************************\n");
	printf("**********1.添加联系人     2.删除联系人**********\n");
	printf("**********3.修改联系人     4.查找联系人**********\n");
	printf("**********5.查看联系人     0，退出***************\n");
	printf("*************************************************\n");
}
int main()
{
	int input = 0;
	contact con;
	ContactInit(&con);
	do
	{
		menu();
		printf("请输入你想要的操作:>");
		scanf("%d", &input);
		switch (input)
		{
		case 1:
			ContactAdd(&con);
			break;
		case 2:
			ContactDel(&con);
			break;
		case 3:
			ContactModif(&con);
			break;
		case 4:
			ContactFind(&con);
			break;
		case 5:
			ContactShow(&con);
			break;
		case 0:
			break;
		default:
			printf("操作失败，请重新选择:<\n");
			break;
		}
	}while(input);
	ContactDestroy(&con);
	return 0;
}

Contact.h文件，用于声明通讯录及其相关函数

#pragma once
#include "SeqList.h"

#define NAME_MAX 20
#define SEX_MAX 20
#define TEL_MAX 20
#define ADD_MAX 20

typedef struct SeqList contact;

typedef struct ContactgInfo
{
	char name[NAME_MAX];
	int age;
	char sex[SEX_MAX];
	char tel[TEL_MAX];
	char add[ADD_MAX];
}CInfo;

//通讯录的初始化
void ContactInit(contact* pcon);

//通讯录的销毁
void ContactDestroy(contact* pcon);

//添加联系人
void ContactAdd(contact* pcon);

//删除联系人
void ContactDel(contact* pcon);

//修改联系人
void ContactModif(contact* pcon);

//查看联系人
void ContactShow(contact* pcon);

//查找联系人
void ContactFind(contact* pcon);

Contact.c文件，用于实现通讯录函数

#include "SeqList.h"

//通讯录的初始化
void ContactInit(contact* pcon)
{
	SLInit(pcon);
}

//通讯录的销毁
void ContactDestroy(contact* pcon)
{
	SLDestroy(pcon);
}

//添加联系人
void ContactAdd(contact* pcon)
{
	CInfo info;
	printf("请输入姓名：");
	scanf("%s", info.name);
	printf("请输入年龄：");
	scanf("%d", &info.age);
	printf("请输入性别：");
	scanf("%s", info.sex);
	printf("请输入电话：");
	scanf("%s", info.tel);
	printf("请输入住址：");
	scanf("%s", info.add);
	SLPushBack(pcon, info);
}

//删除联系人
int FindByName(contact* pcon, char name[])
{
	assert(pcon);
	for (int i = 0;i < pcon->size;i++)
	{
		if (strcmp(pcon->a[i].name, name) == 0)
		{
			return i;
		}
	}
	return -1;
}

void ContactDel(contact* pcon)
{
	char name[NAME_MAX] = { 0 };
	printf("请输入要删除人的姓名:");
	scanf("%s", name);
	int findidex = FindByName(pcon, name);
	if (findidex < 0)
	{
		printf("没有找到要删除人：<\n");
		return;
	}
	SLErase(pcon, findidex);
}

//修改联系人
void ContactModif(contact* pcon)
{
	char name[NAME_MAX] = { 0 };
	printf("请输入要修改人的姓名:");
	scanf("%s", name);
	int findidex = FindByName(pcon, name);
	if (findidex < 0)
	{
		printf("没有找到要修改人：<\n");
		return;
	}
	printf("请输入姓名：");
	scanf("%s", pcon->a[findidex].name);
	printf("请输入年龄：");
	scanf("%d", &pcon->a[findidex].age);
	printf("请输入性别：");
	scanf("%s", pcon->a[findidex].sex);
	printf("请输入电话：");
	scanf("%s", pcon->a[findidex].tel);
	printf("请输入住址：");
	scanf("%s", pcon->a[findidex].add);
	printf("修改成功:>\n");
}

//查看联系人
void ContactShow(contact* pcon)
{
	assert(pcon);
	printf("姓名\t年龄\t性别\t电话\t住址\n");
	for (int i = 0;i < pcon->size;i++)
	{
		printf("%s\t%d\t%s\t%s\t%s\n",pcon->a[i].name,
									  pcon->a[i].age, 
									  pcon->a[i].sex, 
									  pcon->a[i].tel,
									  pcon->a[i].add);
	}
}

//查找联系人
void ContactFind(contact* pcon)
{
	char name[NAME_MAX] = { 0 };
	printf("请输入要查找人的姓名:");
	scanf("%s", name);
	int findidex = FindByName(pcon, name);
	if (findidex < 0)
	{
		printf("没有找到要查找人：<\n");
		return;
	}
	printf("姓名\t年龄\t性别\t电话\t住址\n");
	printf("%s\t%d\t%s\t%s\t%s\n", pcon->a[findidex].name,
			pcon->a[findidex].age,
			pcon->a[findidex].sex,
			pcon->a[findidex].tel,
			pcon->a[findidex].add);
	
}

 数据结构: 数据结构学习阶段，对不同数据结构的代码描述以及他们的应用 (gitee.com)