【数据结构之顺序表超详解（保姆级教程）】
顺序表超详解
- 顺序表
-
- 1.顺序表的特点
- 2.顺序表的定义
- 3.顺序表的初始化
- 4.顺序表的扩容
- 5.顺序表打印
- 6.顺序表的插入
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- 6.1.头插
- 6.2.尾插
- 6.3.任意位置的插入
- 7.顺序表的删除
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- 7.1.头删
- 7.2.尾删
- 7.3.任意位置的删除
- 8.顺序表的查找
- 9.顺序表的销毁
- 10.顺序表的完整代码（接口实现）
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- 10.1.头文件
- 10.2.接口的实现
- 10.3.测试文件
- 11.总结
顺序表
顺序表的基本概念：
用一组地址连续的存储单元一次存储线性表的数据元素。
1.顺序表的特点
- 可动态增长的数组
- 数据在数组中存储时必须是连续的
缺点
- 中间或头部的插入删除很慢，需要挪动数据，时间复杂度是O(N)
- 空间不够时，增容会有一定消耗和空间浪费
优点：
- 随机访问（随机存取）
- 缓存利用率较高
2.顺序表的定义
静态顺序表
typedef int SLDataType;
#define N 10;
//顺序表的静态存储
typedef struct SeqList
{
SLDataType a[N];//定长数组
SLDataType size;//有效数据的个数
}SL,SeqList;
动态顺序表
/顺序表，有效数组在数组中必须是连续
//动态顺序表设计(大小可变)
typedef int SLDataType;
#define N 10;
typedef struct SeqList
{
SLDataType* a;//指向动态开辟的数组
SLDataType size;//有效数据个数
SLDataType capicity;//容量空间大小
}SL,SeqList;
本篇文章主要讨论动态顺序表的增删查改。
3.顺序表的初始化
//顺序表初始化
void SeqListInit(SL* ps)
{
/*s.size = 0;
s.a = NULL;
s.capicity = 0;*/
ps->a = (SLDataType* )malloc(sizeof(SLDataType) * 4);
if (ps->a == NULL)
{
printf("申请位置失败\n");
exit(-1);
}
ps->size = 0;
ps->capicity = 4;
}
4.顺序表的扩容
在顺序表中插入的时候，我们会遇到顺序表内存不足的情况，那么我们这个时候就需要给顺序表扩容
那么我们如何去扩容呢？
显然最简单的扩一个单位，但万一需要插入的是100个元素呢，这就得扩容100次，效率显然就降低了，有的同学就会说那我们就扩容10000个，显然这也并不合理，万一只插入一个元素呢。
所以，基于上诉两种情况，我们可以每次给顺序表扩容2倍，就是把原来的大小*2，但这也只是一个折中的办法，仍然会出现地址空余造成空间浪费的情况，这是顺序表不可避免的。
void SeqListCheckCapacity(SL* ps)
{
//如果满了需要增容
if (ps->size >= ps->capicity)
{
ps->capicity *= 2;
ps->a = (SLDataType*)realloc(ps->a, sizeof
(SLDataType) *ps->capicity);
if (ps->a == NULL)
{
printf("扩容失败\n");
exit(-1);
}
}
}
5.顺序表打印
用于观察自己所写的接口是否正确
void SeqListprint(SL* ps)
{
assert(ps);
//如果满了需要增容
SeqListCheckCapacity(ps);
for (int i = 0; i < ps->size; ++i)
{
printf("%d ", ps->a[i]);
}
printf("\n");
}
6.顺序表的插入
在对顺序表操作时，我们首先要做的就是判断顺序表的指针和传入的pos是否合法，教材上呢用的是下面的代码来对pos判断是否合法。
在这呢，博主给大家介绍一格 函数：断言函数（assert），它是cassert…h下的一个函数，就是来判断assert（）里的是否合法，不合法就直接终止程序，很好用。
if(i < 1 || i>L.size+1) return -1;
6.1.头插
void SeqListPushFront(SL* ps, SLDataType x)
{
assert(ps);
SeqListCheckCapacity(ps);//判断顺序表是否需要扩容，如果需要就扩容
int end = ps->size - 1;
while (end >= 0)
{
ps->a[end + 1] = ps->a[end];//把顺序表的元素依次后推一个单位
--end;
}
ps->a[0] = x;//将x插入顺序表的表头
ps->size++;
//SeqListInsert(ps,0,x);任意位置实现的头插法
}
6.2.尾插
void SeqListPushBack(SL* ps, SLDataType x)
{
assert(ps);
SeqListCheckCapacity(ps);//判断顺序表是否需要扩容，如果需要就扩容
ps->a[ps->size] = x;
ps->size++;
//SeqListInsert(ps, ps->size, x);任意位置实现的尾插法
}
6.3.任意位置的插入
//任意位置插入删除
void SeqListInsert(SL* ps, int pos,SLDataType x)
{
assert(ps);
assert(pos <= ps->size && pos >= 0);
SeqListCheckCapacity(ps);
int end = ps->size - 1;
while (end >= pos)//找到插入位置
{
ps->a[end + 1] = ps->a[end];//将后面的元素倒推一个单位
--end;//判断循环是否终止
}
ps->a[pos] = x;
ps->size++;//插入后size加一
}
7.顺序表的删除
7.1.头删
void SeqListPopFront(SL* ps)
{
assert(ps);
int start = 0;
while (start < ps->size-1)
{
ps->a[start] = ps->a[start + 1];//把每个元素前一一个单位，头部的数据就自然被取代了
++start;
}
ps->size--;
//SeqListErase(ps, 0);
}
7.2.尾删
void SeqListPopBack(SL* ps)
{
assert(ps);
ps->a[ps->size - 1] = 0;
ps->size--;
//SeqListErase(ps, ps->size - 1);
}
7.3.任意位置的删除
void SeqListErase(SL* ps, SLDataType pos)
{
assert(ps);
assert(pos <= ps->size && pos >= 0);
int start = pos;//start为要删除的位置
while (start < ps->size - 1)
{
ps->a[start] = ps->a[start + 1];//数据后移一个单位
++start;
}
ps->size--;//删除后size-1
}
8.顺序表的查找
//顺序表查找
int SeqListFind(SL* ps, SLDataType x)
{
assert(ps);
int i = 0;
while (i < ps->size)
{
if (ps->a[i] == x)
{
return i;
}
++i;
}
return -1;//顺序表里没有x，查找失败
}
9.顺序表的销毁
每次运行完后，建议将测试的顺序表删除，以释放空间
//顺序表销毁
void SeqListDestroty(SL* ps)
{
free(ps->a);
ps->a = NULL;
ps->size = 0;
ps->capicity = 0;
}
10.顺序表的完整代码（接口实现）
10.1.头文件
命名为：list.h
#pragma once
#include10.2.接口的实现
#include"list.h"
//顺序表初始化
void SeqListInit(SL* ps)
{
/*s.size = 0;
s.a = NULL;
s.capicity = 0;*/
ps->a = (SLDataType* )malloc(sizeof(SLDataType) * 4);
if (ps->a == NULL)
{
printf("申请位置失败\n");
exit(-1);
}
ps->size = 0;
ps->capicity = 4;
}
//顺序表销毁
void SeqListDestroty(SL* ps)
{
free(ps->a);
ps->a = NULL;
ps->size = 0;
ps->capicity = 0;
}
//顺序表打印
void SeqListprint(SL* ps)
{
assert(ps);
//如果满了需要增容
SeqListCheckCapacity(ps);
for (int i = 0; i < ps->size; ++i)
{
printf("%d ", ps->a[i]);
}
printf("\n");
}
void SeqListCheckCapacity(SL* ps)
{
//如果满了需要增容
if (ps->size >= ps->capicity)
{
ps->capicity *= 2;
ps->a = (SLDataType*)realloc(ps->a, sizeof
(SLDataType) *ps->capicity);
if (ps->a == NULL)
{
printf("扩容失败\n");
exit(-1);
}
}
}
// 尾插尾删
void SeqListPushBack(SL* ps, SLDataType x)
{
/*assert(ps);
SeqListCheckCapacity(ps);
ps->a[ps->size] = x;
ps->size++;*/
SeqListInsert(ps, ps->size, x);
}
void SeqListPopBack(SL* ps)
{
/*assert(ps);
ps->a[ps->size - 1] = 0;
ps->size--;*/
SeqListErase(ps, ps->size - 1);
}
//头插头删
void SeqListPushFront(SL* ps, SLDataType x)
{
/*int end = ps->size - 1;
while (end >= 0)
{
ps->a[end + 1] = ps->a[end];
--end;
}
ps->a[0] = x;
ps->size++;*/
SeqListInsert(ps,0,x);
}
void SeqListPopFront(SL* ps)
{
/*assert(ps);
int start = 0;
while (start < ps->size-1)
{
ps->a[start] = ps->a[start + 1];
++start;
}
ps->size--;*/
SeqListErase(ps, 0);
}
//任意位置插入删除
void SeqListInsert(SL* ps, int pos,SLDataType x)
{
assert(ps);
assert(pos <= ps->size && pos >= 0);
SeqListCheckCapacity(ps);
int end = ps->size - 1;
while (end >= pos)
{
ps->a[end + 1] = ps->a[end];
--end;
}
ps->a[pos] = x;
ps->size++;
}
void SeqListErase(SL* ps, SLDataType pos)
{
assert(ps);
assert(pos <= ps->size && pos >= 0);
int start = pos;
while (start < ps->size - 1)
{
ps->a[start] = ps->a[start + 1];
++start;
}
ps->size--;
}
//顺序表查找
int SeqListFind(SL* ps, SLDataType x)
{
assert(ps);
int i = 0;
while (i < ps->size)
{
if (ps->a[i] == x)
{
return i;
}
++i;
}
return -1;
}
10.3.测试文件
命名为：text.c
使用一个函数将测试的函数封装起来，便于测试多组数据
这种方法更规范，也更高逼格。
#include"list.h"
void SeqListprint(SL* ps);
//测试头尾插入删除
void TestSeqList1()
{
SeqList s;
SeqListInit(&s);
SeqListPushBack(&s, 1);
SeqListPushBack(&s, 2);
SeqListPushBack(&s, 3);
SeqListPushBack(&s, 4);
SeqListPushBack(&s, 5);
SeqListPushBack(&s, 6);
SeqListPushBack(&s, 7);
SeqListPushBack(&s, 8);
//SeqListPushBack(&s, 9);
SeqListprint(&s);
SeqListPopBack(&s);
SeqListPopBack(&s);
SeqListprint(&s);
SeqListPushFront(&s,-1);
SeqListPushFront(&s, -2);
SeqListPushFront(&s, -3);
//SeqListPopBack(&s);
SeqListprint(&s);
SeqListPopFront(&s);
SeqListPopFront(&s);
SeqListprint(&s);
int pos = SeqListFind(&s, 5);
if (pos != -1)
{
SeqListErase(&s, pos);
}
SeqListprint(&s);
}
int main()
{
TestSeqList1();
return 0;
}
11.总结
本文的代码相对于教材的代码更易于初学者理解、熟悉，本文代码的函数的命名和C++的函数库STL类似，这样同学们以后学到c++的STL库的时候就更容易上手。最后敲完一遍代码后，最好再手写一遍代码，以加深对代码的印象和理解，而且以后面试也要手写代码的，就当作练习了。
博主也希望同学们看了本文后能有一定的收获，喜欢本文的话可以一键三连。
最后，本文涉及到动态内存和函数的知识，有不懂的同学可以看一下下面的两个文章
如果对动态内存分布有不懂的可以点这，舔狗级讲解
对函数不理解的点这，同样的舔狗级讲解