数据结构——顺序表详解

目录

前言

一.线性表

1.概念

二.顺序表

1.概念

2.分类

2.1静态顺序表

2.2动态顺序表

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前言

数据结构是计算机存储、组织数据的方式.

一.线性表

1.概念

线性表（linear list）是n个具有相同特性的数据元素的有限序列.线性表是一种在实际中广泛使用的数据结构

2.分类

顺序表、链表、栈、队列、字符串.....

3.性质

在逻辑上是线性结构,也就是说是连续的一条直线

在物理结构上并不一定连续,在物理上存储时，通常以数组和链式结构的形式存储

二.顺序表

1.概念

逻辑结构是线性的，物理结构是连续的

2.分类

2.1静态顺序表

2.1.1概念

使用定长数组存储元素

2.1.2弊端

给定的数组长度，若不够会导致后续的数据保存失败；若多了会导致空间的大量浪费

严重的会导致重大的技术事故

2.1.3实现

静态顺序表
#define N 100
struct SeqList
{
	SLDataType a[N];//定长数组
	int size;//有效数据个数
};

2.2动态顺序表

2.2.1概念

使用动态开辟的数组存储

 三.接口实现

通过顺序表，我们可以实现创建、初始化、扩容、尾插、头插、尾删、头删、指定位置删除、指定位置添加、查找、打印、销毁

为了有一个好习惯以及将来处理多的代码，我们进行分装处理

将函数的声明、类型的声明放在头文件(.h)中,函数的实现放在源文件(.c)中

typedef int SLDataType;

typedef struct SeqList
{
	SLDataType* arr;//存储数据的底层结构
	int capacity;//记录顺序表的空间大小
	int size;//记录顺序表当前有效的数据个数
}SL;

typedef struct SeqList SL;

//初始化和销毁
void SLInit(SL* ps);
void SLDestroy(SL* ps);
void SLPrint(SL* ps);//保持接口一致性

//顺序表的头部/尾部插入
void SLPushBack(SL* ps, SLDataType x);
void SLPushFront(SL* ps, SLDataType x);

//顺序表的头部/尾部删除
void SLPopBack(SL* ps);
void SLPopFront(SL* ps);


//指定位置之前插入数据
//删除指定位置数据
void SLInsert(SL* ps, int pos, SLDataType x);
void SLErase(SL* ps, int pos);

//查找
int SLFind(SL* ps, SLDataType x);

1.创建及初始化

在这里我们使用typedef定义一个新的数据类型，方便我们进行后续的修改（如将int->char）

typedef int SLDataType;
typedef struct SeqList SL;

typedef struct SeqList
{
	SLDataType* arr;//存储数据的底层结构
	int capacity;//记录顺序表的空间大小
	int size;//记录顺序表当前有效的数据个数
}SL;

void SLInit(SL* ps)
{
	ps->arr = NULL;
	ps->size = ps->capacity = 0;
}

 2.扩容

针对后续的添，我们需要判断空间是否足够，若不够我们就需要进行动态内存开辟(realloc函数)

我们创建一个临时变量去接收新开辟的空间，然后在安全的情况下再给原变量

void SLCheckCapacity(SL* ps)
{
	if (ps->size == ps->capacity)
	{
		int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->capacity;
		SLDataType* temp = (SLDataType*)realloc(ps->arr, newCapacity * sizeof(SLDataType));
		if (temp == NULL)
		{
			perror("realloc fail!");
			exit(1);
		}
		//扩容成功
		ps->arr = temp;
		ps->capacity = newCapacity;
	}
}

3.尾插头插与尾删头删

3.1尾插头插

对于尾插，先判断空间是否足够，之后直接插入即可

对于头插，我们也是需要先判断空间，之后将下标前一位的值赋给后一位

void SLPushBack(SL* ps, SLDataType x)
{
	//断言--粗暴的解决方式
	//assert(ps != NULL);
	assert(ps);

	//if判断--温柔的方式
	/*if (ps == NULL)
	{
		return;
	}*/

	//空间不够，扩容
	SLCheckCapacity(ps);

	//空间足够,直接插入
	ps->arr[ps->size++] = x;
	//ps->size++;
}
void SLPushFront(SL* ps, SLDataType x)
{
	assert(ps);
	
	//判断是否扩容
	SLCheckCapacity(ps);

	//旧数据往后挪动一位
	for (int i=ps->size;i>0;i--)
	{
		ps->arr[i] = ps->arr[i - 1];
	}
	ps->arr[0] = x;
	ps->size++;
}

3.2尾删头删

对于尾删，我们可以直接删除size即可

对于头删，我们将后一位赋给前一位

void SLPopBack(SL* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->size);

	//顺序表不为空
	//ps->arr[ps->size - 1] = -1;
	ps->size--;
}
void SLPopFront(SL* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps ->size);

	//不为空执行挪移操作
	for (int i=0;isize-1;i++)
	{
		ps->arr[i] = ps->arr[i + 1];
	}
	ps->size--;
}

4.指定位置删除添加

添加

void SLInsert(SL* ps, int pos, SLDataType x)
{
	assert(ps);
	assert(pos >= 0 && pos <= ps->size);
	{
		SLCheckCapacity(ps);

		//pos及以后的数据往后挪动一位，pos空出来
		for (int i=ps->size;i>pos;i--)
		{
			ps->arr[i] = ps->arr[i - 1];
		}
		ps->arr[pos] = x;
		ps->size++;
	}
}

删除 

void SLErase(SL* ps, int pos)
{
	assert(ps);
	assert(pos >= 0 && pos < ps->size);

	//pos以后的数据往前挪动一位
	for (int i=pos;isize-1;i++)
	{
		ps->arr[i] = ps->arr[i + 1];
	}
	ps->size--;
}

5.查找打印销毁

查找

int SLFind(SL* ps,SLDataType x)
{
	assert(ps);
	for (int i = 0; i < ps->size; i++)
	{
		if (ps->arr[i] == x)
		{
			return i;
		}
	}
	return -1;
}

打印 

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

销毁

void SLDestroy(SL* ps)
{
	assert(ps);
	free(ps->arr);
	ps->arr = NULL;
	ps->size = ps->capacity = 0;
}

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如果上述内容对您有帮助，希望给个三连谢谢