C语言实现顺序表（图解增删查改+代码）
文章目录
- 写在前面
- 1. 顺序表的初始化和销毁
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- 1.1 顺序表的初始化(SLInit)
- 1.2 顺序表的销毁(SLDestroy)
- 2. 插入数据
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- 2.1 尾插数据(SLPushBack)
- 2.2 头插数据(SLPushFront)
- 2.3 指定位置插入数据(SLInsert)
- 3. 删除数据
-
- 3.1 尾删数据(SLPopBack)
- 3.2 头删数据(SLPopFront)
- 3.3 删除指定位置的数据(SLErase)
- 4. 查找数据(SLFind)
- 5. 修改指定位置的元素(SLModify)
写在前面
源码在这里–>顺序表源码
顺序表是一种基本的数据结构，它是一种线性表，其元素在内存中是连续存储的。
本篇文章以c语言的形式实现了数据结构中的顺序表。顺序表分为静态和动态两个版本，静态版本是用数组来组织和存储数据的，这个版本的缺点是：空间给多了浪费，给少了不够用，下面是静态版本的定义：
#define N 50 //顺序表的容量
typedef int SlDataType;
struct SeqList
{
SlDataType data[N];
int size;//记录有效元素的个数
};
鉴于静态版本存在一定的缺陷，且实际用到的场景很少，因此这里就不实现静态的版本了。
动态版本的顺序表是通过malloc函数来动态申请一块连续的空间，刚开始空间给小一点，等空间不够了可以增容，因此动态版的顺序表能更加符合我们的需求，下面是动态版本的定义：
typedef struct Seqlist
{
SlDataType* data;
int size;//记录当前顺序表有效元素的个数
int capacity;//记录当前顺序表的容量
}Seqlist;
该顺序表有三个成员变量，指针变量data是用来维护通过malloc函数动态申请的空间，size是用来记录当前顺序表中有效元素的个数，capacity是用来记录当前顺序表的容量。
1. 顺序表的初始化和销毁
1.1 顺序表的初始化(SLInit)
顺序表的初始化有多种方法，这里只是其中的一种，仅供参考。这里在初始化的时候给data分配了4个元素大小的空间，此时capacity就是4，size是指有效元素的个数，此时顺序表中没有元素，因此size等于0。代码如下：
void SLInit(Seqlist* psl)
{
assert(psl);//检查参数的有效性
SlDataType* tmp = malloc(sizeof(SlDataType)* 4);
//判断是否成功申请空间
if (tmp == NULL)
{
perror("SLInit()->malloc");
return;
}
psl->data = tmp;
psl->capacity = 4;
psl->size = 0;
}
1.2 顺序表的销毁(SLDestroy)
由于data指向的空间是动态申请的，因此在程序结束之前，要将data指向的空间给释放，以避免造成内存泄漏，同时将data置为空指针，以避免野指针的问题。代码如下：
void SLDestroy(Seqlist* psl)
{
assert(psl);//检查参数有效性
free(psl->data);
psl->data = NULL;
psl->capacity = psl->size = 0;
}
顺序表是一种线性数据结构，它可以存储一组元素，并支持增加、删除、查找和修改元素的操作。下面详细介绍顺序表的增加（插入）、删除、查找和修改操作。
2. 插入数据
2.1 尾插数据(SLPushBack)
尾插数据的步骤如下：
- 判断顺序表是否已满，如果满了要进行扩容操作。
由于后面的头插，和在指定位置插入数据都需要来判断顺序表是否已满，因此这里直接封装一个函数用来检查顺序表的容量。
代码如下：
static void CheckCapacity(Seqlist* psl)
{
assert(psl);//检查参数的有效性
if (psl->size == psl->capacity)
{
//采取2倍扩容的方式
SlDataType* tmp = realloc(psl->data, sizeof(SlDataType)* psl ->capacity * 2);
if (tmp == NULL)
{
perror("CheckCapacity()->realloc");
return;
}
psl->data = tmp;
psl->capacity = psl->capacity * 2;
}
}
-
在插入位置放置新元素。
-
更新顺序表的大小。
尾插一个元素的代码如下：
void SLPushBack(Seqlist* psl, SlDataType x)
{
assert(psl);//检查参数的有效性
//判断顺序表是否已满
CheckCapacity(psl);
//尾插数据
psl->data[psl->size] = x;
psl->size++;
}
2.2 头插数据(SLPushFront)
头插数据的步骤如下：
- 判断顺序表是否已满，如果满了要进行扩容操作。
- 从插入位置开始，依次将后续元素向后移动一个位置，以腾出空间。
- 在插入位置放置新元素。
- 更新顺序表的大小。
例如，在 {1,2,3,4} 的中头插元素 0，实现过程如下：
-
找到目标位置，如下图所示：
-
将元素 1 以及后续元素 2 、3、4 整体向后移动一个位置，如下图所示：
-
将新元素 0 放入腾出的位置，如下图所示：
代码如下：
void SLPushFront(Seqlist* psl, SlDataType x)
{
assert(psl);//检查参数有效性
//判断顺序表是否已满
CheckCapacity(psl);
//从后往前移动数据
int end = psl->size - 1;
while (end >= 0)
{
psl->data[end + 1] = psl->data[end];
end--;
}
psl->data[0] = x;//将数据插入目标位置
psl->size++;//更新顺序表有效元素个数
}
2.3 指定位置插入数据(SLInsert)
指定位置插入数据的步骤如下：
- 检查插入位置的有效性，确保位置在合理范围内。
- 判断顺序表是否已满，如果满了要进行扩容操作。
- 从插入位置开始，依次将后续元素向后移动一个位置，以腾出空间。
- 在插入位置放置新元素。
- 更新顺序表的大小。
例如，在 {0,1,2,3,4,5,6,7} 的下标为 3 的位置上插入元素 8，实现过程如下：
- 找到目标位置，如下图所示：
- 将元素 3 以及后续元素 4 、5、6、7 整体向后移动一个位置，如下图所示：
- 将新元素 8 放入腾出的位置，如下图所示：
代码如下:
void SLInsert(Seqlist* psl, int pos, SlDataType x)
{
assert(psl);//检查参数的有效性
assert(pos >= 0 && pos <= psl->size);//检查插入位置的有效性
//判断顺序表是否已满
CheckCapacity(psl);
//从后往前移动数据，直到挪动到pos位置
int end = psl->size - 1;
while (end >= pos)
{
psl->data[end + 1] = psl->data[end];
end--;
}
psl->data[pos] = x;//将数据插入到指定位置
psl->size++;//更新顺序表有效元素个数
}
3. 删除数据
3.1 尾删数据(SLPopBack)
尾删数据的步骤如下：
- 检查线性表是否为空，不为空在进行删除。
- size代表当前有效元素的个数，直接将size - 1，就访问不到最后一个元素了，即达到了尾删数据的目的了。
代码如下：
void SLPopBack(Seqlist* psl)
{
assert(psl);//检查参数有效性
assert(psl->size > 0);//判断线性表是否为空
psl->size--;//尾删数据
}
3.2 头删数据(SLPopFront)
头删数据的步骤如下：
- 检查线性表是否为空，不为空在进行删除。
- 从删除位置开始，依次将后续元素向前移动一个位置，以填补删除的位置。
- 更新顺序表的大小。
例如，头删 {1,2,3,4} 中的 1，实现过程如下：
- 后续元素整体前移一个位置，会直接将目标元素覆盖以实现删除元素的目的。
代码如下：
void SLPopFront(Seqlist* psl)
{
assert(psl);//检查参数有效性
assert(psl->size > 0);//判断线性表是否为空
//后续元素往前移动一个位置
int start = 1;
while (start < psl->size)
{
psl->data[start - 1] = psl->data[start];
start++;
}
psl->size--;//更新顺序表有效元素个数
}
3.3 删除指定位置的数据(SLErase)
删除指定位置数据的步骤如下：
- 检查线性表是否为空，不为空在进行删除。
- 检查删除位置的有效性，确保位置在合理范围内。
- 从删除位置开始，依次将后续元素向前移动一个位置，以填补删除的位置。
- 更新顺序表的大小。
例如，在 {0,1,2,3,4,5,6,7} 中删除下标为3的元素，实现过程如下：
-
找到目标位置，如下图所示：
-
从删除位置开始，依次将后续元素向前移动一个位置，以填补删除的位置。
代码如下：
void SLErase(Seqlist* psl, int pos)
{
assert(psl);//检查参数有效性
assert(pos >= 0 && pos < psl->size);//检查位置的有效性(间接检查了判断线性表是否为空)
//后续元素往前移动一个位置
int start = pos + 1;
while (start < psl->size)
{
psl->data[start - 1] = psl->data[start];
start++;
}
psl->size--;//更新顺序表有效元素个数
}
4. 查找数据(SLFind)
查找元素的一般步骤：
- 检查查找条件的有效性，确保条件合理。
- 根据条件，从顺序表的头部开始逐个元素进行比较，直到找到满足条件的元素或者遍历整个顺序表。
- 找到了返回元素的所在位置的下标， 找不到返回 -1。
代码如下：
void SLFind(Seqlist* psl, SlDataType x)
{
assert(psl);//检查参数有效性
for (int i = 0; i < psl->size; ++i)
{
if (psl->data[i] == x)
{
return i;
}
}
return -1;
}
5. 修改指定位置的元素(SLModify)
修改元素的一般步骤：
- 检查修改位置的有效性，确保位置在合理范围内。
- 更新指定位置的元素的值为新值。
代码如下：
void SLModify(Seqlist* psl, int pos, SlDataType x)
{
assert(psl);//检查参数有效性
assert(pos >= 0 && pos < psl->size);//检查位置的有效性
psl->data[pos] = x;
}
顺序表的实现可能因编程语言而异，但上述操作的核心思想是相似的。
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