顺序表中基本操作的具体思路与实现（C语言版）

news2024/12/27 12:29:37

顺序表中基本操作的具体思路与实现（C语言版）

      • 一、操作前的准备工作
        • （1）定义操作算法中用到的预定义常量和类型
        • （2）定义线性表中可能拥有的元素的最大个数
        • （3）定义顺序表类型
      • 二、具体操作的实现
        • （1）创建顺序表
        • （2）初始化顺序表
        • （3）销毁顺序表
        • （4）清除顺序表
        • （5）求顺序表的长度
        • （6）判断顺序表是否为空
        • （7）顺序表的按位置查找（根据位置position获取相应位置数据元素的值）
        • （8）顺序表的按值查找
            • 方法一：使用for循环
            • 方法二：使用while语句
        • （9）顺序表的插入操作
        • （10）顺序表的按位置删除操作
        • （11）顺序表的求前驱节点操作
        • （12）顺序表的求后继节点操作
        • （13）显示顺序表操作
      • 三、全部代码及其运行结果

一、操作前的准备工作

（1）定义操作算法中用到的预定义常量和类型

//函数结果状态代码：
#define TURE 1
#define FALSE 0
#define OK  1
#define ERROR 0
#define INFEASIBLE -1
#define OVERFLOW -2

//Status是函数的类型，其值是函数结果状态代码
typedef int Status;
typedef int Elemtype;

（2）定义线性表中可能拥有的元素的最大个数

#define MAXSIZE 5

（3）定义顺序表类型

typedef struct {
	Elemtype *elem;
	int length; //当前顺序表中实际拥有的元素个数，即当前顺序表的长度
}SqList;

二、具体操作的实现

（1）创建顺序表

//创建顺序表
Status List_Creat(SqList* L,int n)
{
    int i;
    if (n < 1 || n > MAXSIZE)
    {
        return ERROR;
    }
    L->elem = (Elemtype*)malloc(sizeof(Elemtype) * MAXSIZE);
    L->length = n;
    for (i = 0; i < L->length; i++)
    {
        int temp;
        int number = i + 1;
        printf("请输入顺序表中的第%d个元素个数：\n", number);
        scanf("%d", &temp);
        L->elem[i] = temp;
    }
    return OK;
}

（2）初始化顺序表

malloc(m)函数，开辟m字节长度的地址空间，并返回这段空间的首地址

sizeof(x)函数，计算变量x的长度

思路：
①为顺序表动态分配空间
②如果内存分配失败
③空表长度为0

Status InitList_Sq(SqList *L) {
	//malloc(m)函数，开辟m字节长度的地址空间，并返回这段空间的首地址
	//sizeof(x)函数，计算变量x的长度
    //①为顺序表动态分配空间
	L->elem = (Elemtype*)malloc(sizeof(Elemtype)*MAXSIZE);  
	//②如果内存分配失败
    if (!(L->elem)) {                                            
        //exit(0) 表示程序正常退出
        //exit⑴/exit(-1)表示程序异常退出
        //exit() 结束当前进程/当前程序
        //在整个程序中只要调用exit就结束
        return ERROR;
        exit(OVERFLOW);
    }
    //③空表长度为0
    L->length = 0;
    return OK;
}

（3）销毁顺序表

Status DestroyList(SqList *L){
    if (!L->elem) {
        return ERROR;
    }
    else
    {
        free(L->elem);
        return OK;
    }
}

（4）清除顺序表

Status ClearList(SqList *L) {
    if (!L->elem) {
        return ERROR;
    }
    else
    {
        L->length = 0;
        return OK;
    }
}

（5）求顺序表的长度

Status GetLength(SqList *L)
{
    return L->length;
}

（6）判断顺序表是否为空

Status IsEmpty(SqList *L) {
    if (L->length == 0) {
        return 1;
    }
    else {
        return 0;
    }
}

（7）顺序表的按位置查找（根据位置position获取相应位置数据元素的值）

注意：此处的position指的是逻辑位序，从1开始，而物理位序即下标从0开始

Status GetElme(SqList *L, int position, Elemtype *e) {
    //判断position的值是否合理，若不合理，返回error
    if (position < 1 || position > L->length) {
        return ERROR;
    }
    *e = L->elem[position - 1];//position - 1的单元存放着第position个数据
    return OK;
}

（8）顺序表的按值查找

在线性表L中查找与指定值e相同的数据元素的位置

从表的一端开始，逐个进行记录的关键字和给定值的比较。

找到返回该元素的位置序号，未找到，返回0。

方法一：使用for循环
Status LocateElme(SqList *L,Elemtype e){
    //法一：使用for循环
    //在线性表L中查找值为e的数据元素，返回其序号(是第几个元素)
    for (int i = 0; i < L->length; i++)
    {
        if (L->elem[i] == e) {
            return i + 1;//查找成功，返回序号
        }
    }
    return 0;//查找失败,返回0
}
方法二：使用while语句
Status LocateElme(SqList *L,Elemtype e){
    //法二：使用while语句
    //在线性表l中查找值为e的数据元素，返回其序号(是第几个元素)
    int i = 0;
    while (i < L->length && L->elem[i] != e)
    {
        i++;
    }
    if (i < L->length) {
        return i + 1;//查找成功，返回序号
    }
    return 0;//查找失败,返回0
}

（9）顺序表的插入操作

  • 顺序表的插入的含义：线性表的插入运算是指在表的第i (1 <= i <= n+1)个位置上，插入一个新结点e，使长度为n的线性表(a1,…,ai - 1, ai,…,an)变成长度为n+1的线性表(a1,…,ai-1,e,ai,…,an)
  • 算法思想:
    ①判断插入位置i是否合法。
    ②判断顺序表的存储空间是否已满，若已满返回ERROR。
    ③将第n至第i位的元素依次向后移动一个位置，空出第i个位置。
    ④将要插入的新元素e放入第i个位置。
    ⑤表长加1，插入成功返回OK。
Status ListInsert_Sq(SqList *L, int i, Elemtype e) {
    if (i < 1 || i > L->length + 1)
    {
        return ERROR; //i值不合法
    }
    if (L->length == MAXSIZE)
    {
        return ERROR; //当前存储空间已满
    }
    for (int j = L->length - 1; j >= i - 1; j--)
    {
        L->elem[j + 1] = L->elem[j]; //插入位置及之后的元素后移
    }
    L->elem[i - 1] = e;
    L->length++;
    return OK;
}

（10）顺序表的按位置删除操作

  • 顺序表的删除运算的含义：顺序表的删除运算是指将表的第i(1 <= i <= n+1)个结点删除，使长度为n的线性表(a1,…,ai-1,ai,ai+1,…,an)变成长度为n-1的线性表(a1,…,ai-1,ai+1,…,an)。
  • 算法思想:
    ①判断删除位置i是否合法(合法值为1<=i<=n+1)。
    ②将第i+1至第n位的元素依次向前移动一个位置。
    ③表长减1, 删除成功返回OK。
Status ListDelete_Sq(SqList *L, int i) {
    if (i < 1 || i > L->length)
    {
        return ERROR; //i值不合法
    }
    int j;
    for (j = i; j < L->length; j++)
    {
        L->elem[j - 1] = L->elem[j]; //插入位置及之后的元素后移
    }
    L->length--;
    return OK;
}

（11）顺序表的求前驱节点操作

Status List_Prior(SqList* L, int i) {
    if (i < 2 || i > L->length)
    {
        return ERROR;
    }
    return L->elem[i - 2];
}

（12）顺序表的求后继节点操作

Status List_Next(SqList* L, int i) {
    if (i < 1 || i > L->length - 1)
    {
        return ERROR;
    }
    return L->elem[i];
}

（13）显示顺序表操作

void Show_Sq(SqList* L) {
    for (int i = 0; i < L->length; i++)
    {
        printf("%d\t", L->elem[i]);
    }
}

三、全部代码及其运行结果

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>     
//操作算法中用到的预定义常量和类型
//函数结果状态代码：
#define TURE 1
#define FALSE 0
#define OK  1
#define ERROR 0
#define INFEASIBLE -1
#define OVERFLOW -2

//Status是函数的类型，其值是函数结果状态代码
typedef int Status;
typedef int Elemtype;

//定义线性表中可能拥有的元素的最大个数
#define MAXSIZE 5

//定义顺序表类型
typedef struct {
	Elemtype *elem;
	int length; //当前顺序表中实际拥有的元素个数，即当前顺序表的长度
}SqList;

//创建顺序表
Status List_Creat(SqList* L,int n)
{
    int i;
    if (n < 1 || n > MAXSIZE)
    {
        return ERROR;
    }
    L->elem = (Elemtype*)malloc(sizeof(Elemtype) * MAXSIZE);
    L->length = n;
    for (i = 0; i < L->length; i++)
    {
        int temp;
        int number = i + 1;
        printf("请输入顺序表中的第%d个元素个数：\n", number);
        scanf("%d", &temp);
        L->elem[i] = temp;
    }
    return OK;
}

//初始化顺序表
Status InitList_Sq(SqList *L) {
	//malloc(m)函数，开辟m字节长度的地址空间，并返回这段空间的首地址
	//sizeof(x)函数，计算变量x的长度
    //①为顺序表动态分配空间
	L->elem = (Elemtype*)malloc(sizeof(Elemtype)*MAXSIZE);  
	//②如果内存分配失败
    if (!(L->elem)) {                                            
        //exit(0) 表示程序正常退出
        //exit⑴/exit(-1)表示程序异常退出
        //exit() 结束当前进程/当前程序
        //在整个程序中只要调用exit就结束
        return ERROR;
        exit(OVERFLOW);
    }
    //③空表长度为0
    L->length = 0;
    return OK;
}

//销毁顺序表
Status DestroyList(SqList *L){
    if (!L->elem) {
        return ERROR;
    }
    else
    {
        free(L->elem);
        return OK;
    }
}

//清除顺序表
Status ClearList(SqList *L) {
    if (!L->elem) {
        return ERROR;
    }
    else
    {
        L->length = 0;
        return OK;
    }
}

//求顺序表的长度
Status GetLength(SqList *L)
{
    return L->length;
}

//判断顺序表是否为空
Status IsEmpty(SqList *L) {
    if (L->length == 0) {
        return 1;
    }
    else {
        return 0;
    }
}

//顺序表的取值（根据位置position获取相应位置数据元素的值）
//注意：此处的position指的是逻辑位序，从1开始，而物理位序即下标从0开始
Status GetElme(SqList *L, int position, Elemtype *e) {
    //判断position的值是否合理，若不合理，返回error
    if (position < 1 || position > L->length) {
        return ERROR;
    }
    *e = L->elem[position - 1];//position - 1的单元存放着第position个数据
    return OK;
}

//顺序表的按值查找
//在线性表L中查找与指定值e相同的数据元素的位置
//从表的一端开始，逐个进行记录的关键字和给定值的比较。找到返回该元素的位置序号，未找到，返回0。
Status LocateElme(SqList *L,Elemtype e){
    //法一：使用for循环
    //在线性表L中查找值为e的数据元素，返回其序号(是第几个元素)
    //for (int i = 0; i < L->length; i++)
    //{
    //    if (L->elem[i] == e) {
    //        return i + 1;//查找成功，返回序号
    //    }
    //}
    //return 0;//查找失败,返回0

    //法二：使用while语句
    //在线性表l中查找值为e的数据元素，返回其序号(是第几个元素)
    int i = 0;
    while (i < L->length && L->elem[i] != e)
    {
        i++;
    }
    if (i < L->length) {
        return i + 1;//查找成功，返回序号
    }
    return 0;//查找失败,返回0
}

//顺序表的插入
//插入位置在最后
//插入位置在中间
//插入位置在最前面
//顺序表的插入的含义：线性表的插入运算是指在表的第i(1<=i<=n+1)个位置上，插入-个新结点e, 
//使长度为n的线性表(a1,...,ai - 1, ai,...,an)变成长度为n+1的线性表(a1,...,ai-1,e,ai,...,an)
//算法思想:
//①判断插入位置i是否合法。
//②判断顺序表的存储空间是否已满，若已满返回ERROR。
//③将第n至第i位的元素依次向后移动一个位置，空出第i个位置。
//④将要插入的新元素e放入第i个位置。
//⑤表长加1，插入成功返回OK。
Status ListInsert_Sq(SqList *L, int i, Elemtype e) {
    if (i < 1 || i > L->length + 1)
    {
        return ERROR; //i值不合法
    }
    if (L->length == MAXSIZE)
    {
        return ERROR; //当前存储空间已满
    }
    for (int j = L->length - 1; j >= i - 1; j--)
    {
        L->elem[j + 1] = L->elem[j]; //插入位置及之后的元素后移
    }
    L->elem[i - 1] = e;
    L->length++;
    return OK;
}

//顺序表的按位置删除
//线性表的删除运算是指将表的第i(1<=i<=n+1)个结点删除
//使长度为n的线性表(a1,...,ai-1,ai,ai+1,...,an)
//变成长度为n-1的线性表(a1,...,ai-1,ai+1,...,an)
//算法思想:
//①判断删除位置i是否合法(合法值为1<=i<=n+1)。
//②将第i+1至第n位的元素依次向前移动一个位置。
//③表长减1, 删除成功返回OK。
Status ListDelete_Sq(SqList *L, int i) {
    if (i < 1 || i > L->length)
    {
        return ERROR; //i值不合法
    }
    int j;
    for (j = i; j < L->length; j++)
    {
        L->elem[j - 1] = L->elem[j]; //插入位置及之后的元素后移
    }
    L->length--;
    return OK;
}

//求前驱
Status List_Prior(SqList* L, int i) {
    if (i < 2 || i > L->length)
    {
        return ERROR;
    }
    return L->elem[i - 2];
}

//求后继
Status List_Next(SqList* L, int i) {
    if (i < 1 || i > L->length - 1)
    {
        return ERROR;
    }
    return L->elem[i];
}

//显示顺序表
void Show_Sq(SqList* L) {
    for (int i = 0; i < L->length; i++)
    {
        printf("%d\t", L->elem[i]);
    }
}

int main() {
    printf("==================该顺序表可以拥有的元素的最大个数为5==================\n");
    SqList L;
    L.length = 0;
    int select,status;
    printf("1、 初始化顺序表\n");
    printf("2、 创建顺序表\n");
    printf("3、 求顺序表的长度\n");
    printf("4、 判断顺序表是否为空\n");
    printf("5、 按位置取顺序表中元素\n");
    printf("6、 顺序表的按值查找\n");
    printf("7、 在顺序表中插入元素\n");
    printf("8、 按位置删除顺序表的元素\n");
    printf("9、 求所输入的位置的元素的前驱\n");
    printf("10、求所输入的位置的元素的后继\n");
    printf("11、销毁顺序表\n");
    printf("12、清除顺序表\n");
    printf("13、展示顺序表中元素\n");
    printf("14、结束程序\n");
    while (1)
    {
        printf("请输入需要进行的操作的序号：\n");
        scanf("%d", &select);
        switch (select)
        {
            case 1: {
                        printf("开始初始化顺序表....\n");
                        status = InitList_Sq(&L);
                        if (status == OK)
                        {
                            printf("顺序表初始化成功！\n");
                        }
                        if (status == ERROR)
                        {
                            printf("顺序表内存分配失败！顺序表初始化失败！\n");
                        }
                        break;
                    }

            case 2: {
                        int n;
                        printf("开始创建顺序表....\n");
                        printf("请输入顺序表中的元素个数（元素个数最大为5）：\n");
                        scanf("%d", &n);
                        status = List_Creat(&L,n);
                        if (status == OK)
                        {
                            printf("顺序表创建成功！\n");
                            printf("创建完的顺序表中的元素为：");
                            Show_Sq(&L);
                            printf("\n");
                        }
                        if (status == ERROR)
                        {
                            printf("元素个数不符合要求！\n");
                        }
                        break;
                    }

            case 3: {
                        int now = IsEmpty(&L);
                        if (now == 1)
                        {
                            printf("请先创建一个顺序表！");
                            break;
                        }
                        printf("开始查询顺序表长度....\n");
                        int result = GetLength(&L);
                        printf("顺序表的长度为：%d\n", result);
                        break;
                    }

            case 4: {
                        printf("开始判断顺序表是否为空....\n");
                        int result = IsEmpty(&L);
                        if (result == 1) 
                        {
                            printf("该顺序表为空！\n");
                        }
                        if (result == 0)
                        {
                            printf("该顺序表不为空！\n");
                        }
                        break;
                    }

            case 5: {
                        int now = IsEmpty(&L);
                        if (now == 1)
                        {
                            printf("请先创建一个顺序表！");
                            break;
                        }
                        int position;
                        Elemtype e = 0;
                        printf("请输入要查找的元素的位置:\n");
                        scanf("%d",&position);
                        int result = GetElme(&L, position, &e);
                        if (result == ERROR)
                        {
                            printf("输入的位置的值不合理！\n");
                        }
                        if (result == OK)
                        {
                            printf("所查找元素的值为: %d\n",e);
                        }
                        break;
                    }

            case 6: {
                        int now = IsEmpty(&L);
                        if (now == 1)
                        {
                            printf("请先创建一个顺序表！");
                            break;
                        }
                        Elemtype e;
                        printf("请输入要查找的元素的值：\n");
                        scanf("%d", &e);
                        int result = LocateElme(&L, e);
                        if (result == 0)
                        {
                            printf("查找失败！\n");
                        }
                        if (result != 0)
                        {
                            printf("要查找的元素的位置为: %d\n", result);
                        }
                        break;
                    }

            case 7: {
                        int now = IsEmpty(&L);
                        if (now == 1)
                        {
                            printf("请先创建一个顺序表！");
                            break;
                        }
                        Elemtype e;
                        int position;
                        printf("请输入要插入的元素的位置：\n");
                        scanf("%d", &position);
                        printf("请输入要插入的元素的值：\n");
                        scanf("%d", &e);
                        int result = ListInsert_Sq(&L,position,e);
                        if (result == ERROR)
                        {
                            printf("插入失败！\n");
                        }
                        if (result == OK)
                        {
                            printf("插入成功！\n");
                            printf("插入完的顺序表中的元素为：");
                            Show_Sq(&L);
                            printf("\n");
                        }
                        break;
                    }
            case 8: {
                        int now = IsEmpty(&L);
                        if (now == 1)
                        {
                            printf("请先创建一个顺序表！");
                            break;
                        }
                        int position;
                        printf("请输入要删除的元素的位置：\n");
                        scanf("%d", &position);
                        int result = ListDelete_Sq(&L, position);
                        if (result == ERROR)
                        {
                            printf("删除失败！\n");
                        }
                        if (result == OK)
                        {
                            printf("删除成功！");
                            printf("删除完的顺序表中的元素为：");
                            Show_Sq(&L);
                            printf("\n");
                        }
                        break;
                    }
            case 9: { 
                        int now = IsEmpty(&L);
                        if (now == 1)
                        {
                            printf("请先创建一个顺序表！");
                            break;
                        }
                        int position;
                        printf("请输入要求前驱的元素的位置：\n");
                        scanf("%d", &position);
                        int result = List_Prior(&L, position);
                        if (result == ERROR)
                        {
                            printf("输入的位置错误！\n");
                        }
                        if (result != ERROR)
                        {
                            printf("前驱为：%d\n",result);
                        }
                        break;
                    }

            case 10: {
                        int now = IsEmpty(&L);
                        if (now == 1)
                        {
                            printf("请先创建一个顺序表！");
                            break;
                        }
                        int position;
                        printf("请输入要求后继的元素的位置：\n");
                        scanf("%d", &position);
                        int result = List_Next(&L, position);
                        if (result == ERROR)
                        {
                            printf("输入的位置错误！\n");
                        }
                        if (result != ERROR)
                        {
                            printf("后继为：%d\n", result);
                        }
                        break;
                    }
            case 11: {
                        int result = DestroyList(&L);
                        if (result == ERROR)
                        {
                            printf("销毁失败！顺序表还未创建！\n");
                        }
                        if (result == OK)
                        {
                            printf("销毁成功！\n");
                        }
                        break;
                    }

            case 12: {
                        int result = ClearList(&L);
                        if (result == ERROR)
                        {
                            printf("清除失败！顺序表还未创建！\n");
                        }
                        if (result == OK)
                        {
                            printf("清除成功！\n");
                        }
                        break;
                    }

            case 13: { 
                        int now = IsEmpty(&L);
                        if (now == 1)
                        {
                            printf("请先创建一个顺序表！");
                            break;
                        }
                        Show_Sq(&L);
                        printf("\n");
                        break;
                    }

            case 14: {
                        printf("退出程序成功！\n");
                        return 0;
                    }

            default: {
                        printf("请输入1~14内的整数！\n");
                        break;
                    }
        }

    }

}

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
嘿嘿，看到这里就说明你全部都看完啦！超详细的顺序表操作你学废了吗~请添加图片描述

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