【C项目】顺序表

news2024/11/13 4:22:07

简介：本系列博客为C项目系列内容，通过代码来具体实现某个经典简单项目
适宜人群：已大体了解C语法同学
作者留言：本博客相关内容如需转载请注明出处，本人学疏才浅，难免存在些许错误，望留言指正
作者博客链接：睡觉待开机

下面是本项目的大体思路梳理：
在这里插入图片描述

引言：

一般来说，顺序表作为基本的数据结构类型是不需要我们进行实现的，因为一些高级语言比如C++或者java直接具备的这样的内置数据结构，但是为了深入了解顺序表的底层，这里也是建议自己动手用C写一下，一是便于复习C学到的知识，二是更加深入了解顺序表的实现底层逻辑。

1.顺序表思路

为了明晰顺序表的实现思路，我们首先来铺垫一下我到底要在怎么写一个顺序表。

首先啥是顺序表？
一种线性表，底层是数组，只不过这个顺序表所谓的数组不单单可以放各种类型的数据，还可以有各种接口，包括增删查改操作的接口等等。

注：线性表的概念：逻辑结构上是连续的，物理结构不一定连续的数据结构称为线性表。

顺序表的概念：逻辑结构上是连续的，物理结构上也是连续的，底层是以数组为实现，有着增删查改各种接口的基本数据组织结构。
在这里插入图片描述

那么我就可以大致明白了我要写一个顺序表，这个顺序表实现了一些功能。

首先我要写一个顺序表的话，要有一个顺序表的大体类型吧，所以我就写了一个动态顺序表的类型

typedef int SLDateType;

typedef struct SeqList
{
	SLDateType* arr;
	int size;
	int capacity;
}SL;

在这里插入图片描述

然后我想要在这个顺序表中实现各种功能（接口），那这个顺序表首先得初始化吧，有初始化顺序表了那肯定对应着销毁这个接口，自然也需要顺序表销毁，然后还要有头插尾插任意插入这个”增“的功能，还有有头删尾删任意删的这个”删“的共能，然后还要有查找功能，还要修改功能，那么我针对该顺序表的每个接口专门搞一个函数

为了便于代码书写，我将各种接口以及顺序表类型本身定义在SeqList.h头文件中进行声明与定义：

#pragma once
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
#include<stdlib.h>

typedef int SLDateType;

typedef struct SeqList
{
	SLDateType* arr;
	int size;
	int capacity;
}SL;


//初始化和销毁
void SLInit(SL* ps);
void SLDestroy(SL* ps);
void SLPrint(SL* ps);

//顺序表的头部输入/尾部输入
void SLPushBack(SL* ps,SLDateType x);
void SLPushFront(SL* ps, SLDateType x);

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

//指定位置放入/删除数据
void SLInsert(SL* ps, int pos, SLDateType x);
void SLErase(SL* ps, int pos);

//查找数据
int SLFind(SL* ps, SLDateType x);

//修改数据
void SLModify(SL* ps, int pos, SLDateType x);

2.具体实现各种接口

顺序表初始化接口：

void SLInit(SL* ps)
{
	assert(ps);

	ps->arr = NULL;
	ps->capacity = ps->size = 0;
}

顺序表初始化插图：
在这里插入图片描述

顺序表销毁接口：

void SLDestroy(SL* ps)
{
	assert(ps);

	if (ps->arr)
	{
		free(ps->arr);
	}

	ps->arr = NULL;
	ps->capacity = ps->size = 0;
}

顺序表销毁插图：
在这里插入图片描述

顺序表扩容接口：

void SLCheckCapacity(SL* ps)
{
	assert(ps);

	if (ps->capacity == ps->size)
	{
		//小问题：刚开始的时候，sl->capacity是0值
		int newcapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->capacity;
		SLDateType* temp = realloc(ps->arr,sizeof(SLDateType)*newcapacity);
		if (!temp)
		{
			perror("realloc fail!");
			return;
		}

		ps->arr = temp;
		ps->capacity = newcapacity;
	}
}

顺序表扩容插图：
在这里插入图片描述

顺序表插入接口

void SLPushBack(SL* ps,SLDateType x)
{
	assert(ps);
	//1.空间不足需要扩大容量
	//2.空间足够直接放入数据
	SLCheckCapacity(ps);

	ps->arr[ps->size] = x;
	ps->size++;
}

void SLPushFront(SL* ps, SLDateType x)
{
	assert(ps);

	SLCheckCapacity(ps);

	//挪动数据
	int i = 0;
	for (i = ps->size - 1; i >= 0; i--)
	{
		ps->arr[i+1] = ps->arr[i];
	}
	//放入数据
	*(ps->arr) = x;
	ps->size++;
}
void SLInsert(SL* ps, int pos, SLDateType x)
{
	assert(ps);
	assert(pos >= 0 && pos <= ps->size);
	
	SLCheckCapacity(ps);

	int i = 0;
	for (i = ps->size - 1; i >= pos; i--)
	{
		ps->arr[i+1] = ps->arr[i];
	}
	
	ps->arr[pos] = x;
	ps->size++;
}

头插的插图：
在这里插入图片描述
尾插的插图：
在这里插入图片描述
任意插入的插图：
在这里插入图片描述

顺序表删除接口：

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

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

	int i = 0;
	for (i = 1; i < ps->size; i++)
	{
		ps->arr[i-1] = ps->arr[i];
	}

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

	int i = 0;
	for (i = pos + 1; i < ps->size; i++)
	{
		ps->arr[i-1] = ps->arr[i];
	}

	ps->size--;
}

头删插图：
在这里插入图片描述
尾删插图：
在这里插入图片描述
任意删插图：
在这里插入图片描述

顺序表查找接口：

int SLFind(SL* ps, SLDateType x)
{
	assert(ps);
	int i = 0;
	for (i = 0; i < ps->size; i++)
	{
		if (x == ps->arr[i])
		{
			printf("%d找到了:",x);
			return i;
		}
	}
	printf("没有找到\n");
	return -1;
}

在这里插入图片描述
顺序表修改接口：

void SLModify(SL* ps, int pos, SLDateType x)
{
	assert(ps);
	assert(pos >= 0 && pos <= ps->size - 1);

	ps->arr[pos] = x;
	printf("修改成功\n");
}

修改插图：
在这里插入图片描述

3.全部接口代码实现：

#include"SeqList.h"


void SLCheckCapacity(SL* ps)
{
	assert(ps);

	if (ps->capacity == ps->size)
	{
		//小问题：刚开始的时候，sl->capacity是0值
		int newcapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->capacity;
		SLDateType* temp = realloc(ps->arr,sizeof(SLDateType)*newcapacity);
		if (!temp)
		{
			perror("realloc fail!");
			return;
		}

		ps->arr = temp;
		ps->capacity = newcapacity;
	}
}


void SLInit(SL* ps)
{
	assert(ps);

	ps->arr = NULL;
	ps->capacity = ps->size = 0;
}

void SLDestroy(SL* ps)
{
	assert(ps);

	if (ps->arr)
	{
		free(ps->arr);
	}

	ps->arr = NULL;
	ps->capacity = ps->size = 0;
}

void SLPrint(SL* ps)
{
	assert(ps);

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

void SLPushBack(SL* ps,SLDateType x)
{
	assert(ps);
	//1.空间不足需要扩大容量
	//2.空间足够直接放入数据
	SLCheckCapacity(ps);

	ps->arr[ps->size] = x;
	ps->size++;
}

void SLPushFront(SL* ps, SLDateType x)
{
	assert(ps);

	SLCheckCapacity(ps);

	//挪动数据
	int i = 0;
	for (i = ps->size - 1; i >= 0; i--)
	{
		ps->arr[i+1] = ps->arr[i];
	}
	//放入数据
	*(ps->arr) = x;
	ps->size++;
}

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

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

	int i = 0;
	for (i = 1; i < ps->size; i++)
	{
		ps->arr[i-1] = ps->arr[i];
	}

	ps->size--;
}

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

	int i = 0;
	for (i = ps->size - 1; i >= pos; i--)
	{
		ps->arr[i+1] = ps->arr[i];
	}
	
	ps->arr[pos] = x;
	ps->size++;
}

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

	int i = 0;
	for (i = pos + 1; i < ps->size; i++)
	{
		ps->arr[i-1] = ps->arr[i];
	}

	ps->size--;
}

int SLFind(SL* ps, SLDateType x)
{
	assert(ps);
	int i = 0;
	for (i = 0; i < ps->size; i++)
	{
		if (x == ps->arr[i])
		{
			printf("%d找到了:",x);
			return i;
		}
	}
	printf("没有找到\n");
	return -1;
}

void SLModify(SL* ps, int pos, SLDateType x)
{
	assert(ps);
	assert(pos >= 0 && pos <= ps->size - 1);

	ps->arr[pos] = x;
	printf("修改成功\n");
}

完。

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