【顺序表】数据结构顺序表基本操作（增删查改）【保姆级别详解】
顺序表
恭喜大家拿下C语言了，今天我们正式进入数据结构内容，学习数据结构，我们C语言的基础要非常的扎实，非常的牢固才行，如果C语言部分还有地方不太明白，可以食用完博主的C语言专栏，再来学习数据结构噢
文章目录
- 前言
- 顺序表基本介绍
- 顺序表实现
-
- 顺序表结构
- 初始化接口
- 顺序表增容接口
- 尾插尾删接口
- 打印接口
- 头插头删接口
- 关于顺序表的一些思考
- 在任意位置的插入和删除
- 查找接口
- 修改接口
- 源码
- 尾声
强烈建议本篇收藏后食用~
前言
那么这里博主先安利一下一些干货满满的专栏啦！
作者: #西城s
这是我的主页：#西城s
在食用这篇博客之前，博主在这里介绍一下其它高质量的编程学习栏目：
数据结构专栏：数据结构 这里包含了博主很多的数据结构学习上的总结，每一篇都是超级用心编写的，有兴趣的伙伴们都支持一下吧！
算法专栏：算法 这里可以说是博主的刷题历程，里面总结了一些经典的力扣上的题目，和算法实现的总结，对考试和竞赛都是很有帮助的！
力扣刷题专栏：Leetcode想要冲击ACM、蓝桥杯或者大学生程序设计竞赛的伙伴，这里面都是博主的刷题记录，希望对你们有帮助！
C的深度解剖专栏：C语言的深度解剖想要深度学习C语言里面所蕴含的各种智慧，各种功能的底层实现的初学者们，相信这个专栏对你们会有帮助的！
顺序表基本介绍
顺序表是线性表的一种，除了顺序表之外，线性表还包括链表、栈、队列等数据结构，这些数据结构的详解实现，博主在以前的一些博客中已经详解过了，伙伴们可以通过传送门食用噢~都收录在【数据结构】专栏里了。
顺序表：
本质上就是结构体数组，数据在内存中连续存放的：
在本期博客，博主将带着大家对顺序表实现以下功能：
- 尾插尾删
- 头插头删
- 在任意位置插入和删除
- 查找和修改
同样，我们还是按照分模块编程的习惯，创建3个源文件：
SeqList.c用于接口的实现
SeqList.h顺序表结构、接口的声明、头文件
test.c测试
顺序表实现
顺序表结构
//动态顺序表
typedef int SLDdataType;
typedef struct SeqList {
SLDdataType* a;
size_t size;//数据个数
size_t capacity;//容量
}SL;
初始化接口
最重要的，无论我们模拟实现哪一种数据结构，我们都要测试，因此在test.c文件里，我们如果想要进行后序的增删查改等功能，我们都要有一个初始化接口，将我们的表先初始化好，我们后面才有增删查改这些东西可以操作。
具体初始化的思路非常简单，让指针置空，表示现在是空表，将容量和数据个数置成0即可。
void _SeqListInit(SL* ps) {
assert(ps);
ps->a = NULL;
ps->capacity = ps->size = 0;
}
顺序表增容接口
当我们初始化好，或者后续我们将现有分配给我们的内存空间用完之后，我们肯定是要进行增容的，增容我们使用realloc函数就行了。
判断条件就是：ps->size==ps->capacity
void _SeqList_checkCapacity(SL* ps) {
assert(ps);
if (ps->size == ps->capacity) {
int _newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity * 2;
//这里我们采用二倍增容法
//如果一开始是空表，先给4个容量，后序的再二倍增容
SLDdataType* tmp = (SLDdataType*)realloc(ps->a, _newCapacity * sizeof(SLDdataType));
if (tmp == NULL) {//这些都是realloc函数的用法
//暂且不明白的朋友们可以先补补C语言
perror("_SeqList_checkCapacity::realloc");
exit(-1);
}
ps->a = tmp;
ps->capacity = _newCapacity;
}
}
尾插尾删接口
尾插：在表尾插入一个数据
尾删：在表尾删除一个数据
尾插：
这个接口的实现对于我们来说是非常简单的
我们直接在结构体数组——也就是顺序表后面直接再插入就行了
但是，我们要注意，当容量满的时候，我们要增容，才能插入。因此，无论是头插尾插还是任意位置的插入，只要是插入数据，我们都要检查容量！
检查容量我们直接调用_SeqList_checkCapacity()函数就行了。
void _SeqListPushBack(SL* ps, SLDdataType x) {
assert(ps);
//扩容
_SeqList_checkCapacity(ps);
ps->a[ps->size] = x;
ps->size++;
}
尾删：
其实尾删不是真正意义的把那个数删除，我们要做的其实非常简单——把ps->size--;就行了，这样其实相当于我们删除了一个数，因为尾部那个数我们也访问不到了。
注意：
当且仅当，ps->size>0的时候，我们才可以进行删除操作！
void _SeqListPopBack(SL* ps) {
assert(ps);
//尾删
/*if (ps->size == 0) {
printf("Empty List! err!\n");
}*/
//或
assert(ps->size > 0);
ps->size--;
}
打印接口
插入了数据之后，为了方便测试，我们写一个打印接口，打印这个顺序表。
- 其实这里思路非常简单，其实就是遍历一个结构体数组而已。打印数组对于我们来说应该是小菜一碟了吧
void _SeqListPrint(SL* ps) {
assert(ps);
for (int i = 0; i < ps->size; i++) {
printf("%d ", ps->a[i]);
}
printf("\n");
}
头插头删接口
头插：在表头插入一个数据
头删：在表头删除一个数据
头插和头删：
这里的插入和删除，就和尾插尾删有所不同了，因为是顺序表的缘故，每个数据必须连续存放，所以我们在头部进行操作的时候我们必须要做的一件事就是——挪动数据。
其它的注意事项和尾插尾删的一样，思路都非常简单，这里就不赘述了。
头插：
void _SeqListPushFront(SL* ps, SLDdataType x) {
assert(ps);
//增容
_SeqList_checkCapacity(ps);
//挪动数据
int end = ps->size - 1;
while (end >= 0) {
ps->a[end + 1] = ps->a[end];
--end;
}
ps->a[0] = x;
ps->size++;
}
头删：
void _SeqListPopFront(SL* ps) {
assert(ps);
assert(ps->size > 0);
int begin = 1;
while (begin < ps->size) {
ps->a[begin - 1] = ps->a[begin];
++begin;
}
ps->size--;
}
关于顺序表的一些思考
看到这里，我们可能会想到一个问题，在头插头删这些操作里，我们还要挪动数据，说明在顺序表里，头插头删的效率是非常低的！ 尾插尾删的效率才高，这其实就是顺序表的一个缺陷。其实顺序表，就是vector的底层实现。其实学习数据结构，我们不能仅限于一种结构，记住一句话：没有任何一种数据结构可以解决任何问题。 因此我们每一种都要学习，在插入删除这些操作里面，我们可以看到，顺序表的效率其实不高，我们的链表才会诞生，链表的插入删除，效率是非常高的。这里附上博主链表部分的传送门。当然，后面我们也会有查找这些接口，查找效率最高的，是树形结构，AVL，红黑树这些，它们的查找效率无敌快。因此，我们要打好基础，认真学习数据结构，学习每一种数据结构的优劣，这样，我们才能进步！
【链表】单链表的介绍和基本操作（C语言实现）【保姆级别详细教学】
【链表】双向链表的介绍和基本操作(C语言实现)【保姆级别详细教学】
在任意位置的插入和删除
思路和其它接口完全一样，只是多了一个参数pos，我们从pos开始操作就行了，挪动数据也是一样的思路–这里我们直接上代码吧！
任意位置插入：
void _SeqListInsert(SL* ps, int pos, SLDdataType x) {
assert(ps);
assert(pos >= 0 && pos <= ps->size);
_SeqList_checkCapacity(ps);
int end = ps->size - 1;
while (end >= pos) {
ps->a[end + 1] = ps->a[end];
end--;
}
ps->a[pos] = x;
ps->size++;
}
//有了这个之后，我们要尾插头插都可以复用了
}
任意位置删除：
void _SeqListErase(SL* ps, int pos) {
assert(ps);
assert(pos >= 0 && pos < ps->size);
int begin = pos;
while (begin < ps->size - 1) {
ps->a[begin] = ps->a[begin + 1];
++begin;
}
ps->size--;
查找接口
思路非常简单：遍历，找到返回下标，找不到返回-1
int _SeqListFind(SL* ps, SLDdataType x) {
assert(ps);
for (int i = 0; i < ps->size; i++) {
if (ps->a[i] == x) {
return i;//找到了
}
}
return -1;//找不到
}
修改接口
这个接口通常和查找交互使用，找到以后我们可以修改，可以删除，可以插入，等等。
void _SeqListModify(SL* ps, int pos, SLDdataType x) {
assert(ps);
assert(pos >= 0 && pos < ps->size);
ps->a[pos] = x;
}
当然，我们每实现完一个接口，我们就可以在test.c里面测试了。
源码
SeqList.h
#pragma once
#includeSeqList.c
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"SeqList.h"
void _SeqListInit(SL* ps) {
assert(ps);
ps->a = NULL;
ps->capacity = ps->size = 0;
}
void _SeqList_checkCapacity(SL* ps) {
assert(ps);
if (ps->size == ps->capacity) {
int _newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity * 2;
SLDdataType* tmp = (SLDdataType*)realloc(ps->a, _newCapacity * sizeof(SLDdataType));
if (tmp == NULL) {
perror("_SeqList_checkCapacity::realloc");
exit(-1);
}
ps->a = tmp;
ps->capacity = _newCapacity;
}
}
void _SeqListPrint(SL* ps) {
assert(ps);
for (int i = 0; i < ps->size; i++) {
printf("%d ", ps->a[i]);
}
printf("\n");
}
void _SeqListPushBack(SL* ps, SLDdataType x) {
assert(ps);
//扩容
_SeqList_checkCapacity(ps);
ps->a[ps->size] = x;
ps->size++;
}
void _SeqListPushFront(SL* ps, SLDdataType x) {
assert(ps);
//增容
_SeqList_checkCapacity(ps);
//挪动数据
int end = ps->size - 1;
while (end >= 0) {
ps->a[end + 1] = ps->a[end];
--end;
}
ps->a[0] = x;
ps->size++;
}
void _SeqListPopBack(SL* ps) {
assert(ps);
//尾删
/*if (ps->size == 0) {
printf("Empty List! err!\n");
}*/
//或
assert(ps->size > 0);
ps->size--;
}
void _SeqListPopFront(SL* ps) {
assert(ps);
assert(ps->size > 0);
int begin = 1;
while (begin < ps->size) {
ps->a[begin - 1] = ps->a[begin];
++begin;
}
ps->size--;
}
void _SeqListDestroy(SL* ps) {
assert(ps);
if (ps->a) {
free(ps->a);
ps->a = NULL;
ps->capacity = ps->size = 0;
}
}
void _SeqListInsert(SL* ps, int pos, SLDdataType x) {
assert(ps);
assert(pos >= 0 && pos <= ps->size);
_SeqList_checkCapacity(ps);
int end = ps->size - 1;
while (end >= pos) {
ps->a[end + 1] = ps->a[end];
end--;
}
ps->a[pos] = x;
ps->size++;
}
//有了这个之后，我们要尾插头插都可以复用了
void _SeqListErase(SL* ps, int pos) {
assert(ps);
assert(pos >= 0 && pos < ps->size);
int begin = pos;
while (begin < ps->size - 1) {
ps->a[begin] = ps->a[begin + 1];
++begin;
}
ps->size--;
}
int _SeqListFind(SL* ps, SLDdataType x) {
assert(ps);
for (int i = 0; i < ps->size; i++) {
if (ps->a[i] == x) {
return i;//找到了
}
}
return -1;//找不到
}
void _SeqListModify(SL* ps, int pos, SLDdataType x) {
assert(ps);
assert(pos >= 0 && pos < ps->size);
ps->a[pos] = x;
}
test.c
这里的测试伙伴们可以自行来写，不一定按照博主的顺序来测试。
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"SeqList.h"
void _TestSeqList1() {
SL _SList_1;
//初始化
_SeqListInit(&_SList_1);
_SeqListPushBack(&_SList_1, 1);
_SeqListPushBack(&_SList_1, 2);
_SeqListPushBack(&_SList_1, 3);
_SeqListPushBack(&_SList_1, 4);
_SeqListPushBack(&_SList_1, 5);
_SeqListPrint(&_SList_1);
_SeqListPushFront(&_SList_1, 6);
_SeqListPushFront(&_SList_1, 7);
_SeqListPushFront(&_SList_1, 8);
_SeqListPushFront(&_SList_1, 9);
_SeqListPushFront(&_SList_1, 10);
_SeqListPrint(&_SList_1);
}
void _TestSeqList2() {
SL _SList_1;
//初始化
_SeqListInit(&_SList_1);
_SeqListPushBack(&_SList_1, 1);
_SeqListPushBack(&_SList_1, 2);
_SeqListPushBack(&_SList_1, 3);
_SeqListPushBack(&_SList_1, 4);
_SeqListPushBack(&_SList_1, 5);
_SeqListPrint(&_SList_1);
_SeqListPopBack(&_SList_1);
_SeqListPopFront(&_SList_1);
_SeqListPrint(&_SList_1);
_SeqListInsert(&_SList_1, 0, 100);
_SeqListPrint(&_SList_1);
_SeqListErase(&_SList_1, 1);
_SeqListPrint(&_SList_1);
#if 0
int x = 0;
printf("请输入要删除的数字:");
scanf("%d", &x);
int pos = _SeqListFind(&_SList_1, 3);
if (pos != -1) {
_SeqListErase(&_SList_1, pos);
}
#endif
int x = 0;
int y = 0;
printf("请输入要被修改的数字和修改之后的数字:");
scanf("%d %d", &x, &y);
int pos = _SeqListFind(&_SList_1, 3);
if (pos != -1) {
_SeqListModify(&_SList_1, pos, y);
}
_SeqListDestroy(&_SList_1);
}
int main() {
//_TestSeqList1();
_TestSeqList2();
return 0;
}
尾声
看到这里，相信伙伴们已经对顺序表已经有了基本了解，掌握了基本的操作接口实现方法。
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