顺序表的模拟

news2024/11/17 5:20:49

前言：

数据结构无论是以后就业还是考研，对于计算机方向的同学来说都是必修的一门课，所以，深入理解各种数据结构是一名合格程序员的基本素养。这里我就先带大家了解最简单的数据结构--顺序表吧。

1.什么是顺序表

顺序表是一种线性数据结构，而且其存储数据的空间是连续的，这一点跟数组非常像。

由于其基本结构式是连续的，我们在查找元素时也就可以用下标映射快速定位到元素的位置，是编写常见算法的常用数据结构之一。

2.顺序表的功能

顺序表的主要操作包括访问、插入、删除和修改等。其中，访问是顺序表最基本的操作之一，可以通过下标（索引）来访问顺序表中的元素，时间复杂度为 O(1)。插入和删除操作都涉及到元素的移动，因此它们的时间复杂度为 O(n)。修改操作和访问类似，时间复杂度也为 O(1)。

3.c语言代码模拟实现顺序表

主要思路就是：首先是定义数据类型（我这里是int）,然后是定义结构体SeqList(顺序表),这个结构体用一个date指针来指向数据区域(我这里是用malloc动态开辟内存)，size表示目前顺序表中的元素，cap表示目前顺序表的容量。

在实现顺序表的增删查改过程中，要注意size的变化，看是否已经达到最大容量，根据实际情况选择扩容（用realloc）。

3.1 SeqList.h头文件

用来声明各种功能函数，定义数据类型等。

代码：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
//SeqList.h
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>

#define INIT_SIZE 4
#define INIT_CAP 10

typedef int SLDateType;

typedef struct SeqList {
	SLDateType* date;
	int size;
	int cap;
}SeqList;

void SeqListInit(SeqList* SL);
//顺序表销毁
void SeqListDestroy(SeqList* SL);
//打印顺序表
void PrintSeqList(SeqList* SL);
//尾插元素
void SeqListPushBack(SeqList* SL, int x);
//头插元素
void SeqListPushFront(SeqList* SL, int x);
//指定位置插入元素
void SeqListInsert(SeqList* SL, int pos, int x);
// 表尾弹出元素
void SeqListPopBack(SeqList* SL);
//表头弹出元素
void SeqListPopFront(SeqList* SL);
//删除指定位置
void SeqListErase(SeqList* SL, int pos);
//查找元素
int SeqListFind(SeqList* SL, int x);

3.2 SeqList.c源文件

实现各种功能函数。

代码：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
//SeqList.c


#include"SeqList.h"
//顺序表初始化
void SeqListInit(SeqList* SL) {
	SL->date = (SLDateType*)malloc(sizeof(SLDateType) * INIT_CAP);
	SL->size = 0;
	SL->cap = INIT_CAP;
}

//顺序表销毁
void SeqListDestroy(SeqList* SL) {
	assert(SL);
	free(SL->date);
	SL->size = 0;
	SL->cap = 0;
}

//检查顺序表是否已满，如果满了就扩容
static void CheckSLIsMax(SeqList* SL) {
	assert(SL);
	if (SL->size == SL->cap) {
		SeqList* res = SL;
		res = (SeqList*)realloc(SL->date, sizeof(SLDateType) * ((SL->cap) * 2));
		if (res == NULL) {
			perror("realloc:fail");
		}
		SL->date = res;
		(SL->cap) *= 2;
		return;
	}
	return;
}
//打印顺序表
void PrintSeqList(SeqList* SL) {
	assert(SL);
	for (int i = 0; i < SL->size; i++) {
		printf("%d ", SL->date[i]);
	}
	printf("\n");
	printf("该顺序表目前有%d个数据，容量为%d\n", SL->size, SL->cap);
	printf("\n");
	return;
}

//尾插元素
void SeqListPushBack(SeqList* SL, int x) {
	assert(SL);
	CheckSLIsMax(SL);
	SL->date[SL->size] = x;
	SL->size++;
}
//头插元素
void SeqListPushFront(SeqList* SL,int x) {
	assert(SL);
	CheckSLIsMax(SL);
	for (int i = SL->size; i >=1; i--) {
		SL->date[i] = SL->date[i - 1];
	}
	SL->date[0] = x;
	SL->size++;
	return;
}
//插入元素到指定位置
void SeqListInsert(SeqList* SL, int pos, int x) {
	assert(SL);
	if (pos >= 0 && pos < SL->size) {
		CheckSLIsMax(SL);
		for (int i = SL->size; i >= pos+1; i--) {
			SL->date[i] = SL->date[i - 1];
		}
		SL->date[pos] = x;
		SL->size++;
	}
	else {
		perror("插入位置有误");
	}
}
// 表尾弹出元素
void SeqListPopBack(SeqList* SL) {
	assert(SL);
	if (SL->size > 0) {
		//SL->date[SL->size - 1];
		SL->size--;
	}
	else {
		perror("SeqListPopBack: failen");
	}
	return;
}
//表头弹出元素
void SeqListPopFront(SeqList* SL) {
	assert(SL);
	if (SL->size > 0) {
		for (int i = 0; i < SL->size-1; i++) {
			SL->date[i] = SL->date[i + 1];
		}
		SL->size--;
	}
	else {
		perror("SeqListPopFront: faile");
	}
	return;
}
//删除指定位置
void SeqListErase(SeqList* SL, int pos) {
	assert(SL);
	if (pos >= 0 && pos < SL->size) {
         for (int i = pos; i < SL->size-1; i++) {
			  SL->date[i] = SL->date[i + 1];
		  }
		SL->size--;
	}
	else {
		perror("SeqListErase:fail");
	}
}
//查找元素
int SeqListFind(SeqList* SL, int x) {
	assert(SL);
	for (int i = 0; i < SL->size; i++) {
		if (SL->date[i] == x) {
			return i;
		}
	}
	return -1;
}

3.3test.c

用来存放main()函数，测试各种数据，我这里就简单给出一组测试数据（懒）

代码：

SeqList SL;
void test1() {
	SeqListInit(&SL);
	SeqListPushBack(&SL, 1);
	SeqListPushBack(&SL, 2);
	SeqListPushBack(&SL, 3);
	SeqListPushBack(&SL, 4);
	SeqListPushBack(&SL, 5);
	SeqListPushBack(&SL, 6);
	PrintSeqList(&SL);
	SeqListPushFront(&SL, 4);
	PrintSeqList(&SL);
 
}

int main() {
	test1();
	return 0;
}