数据结构之顺序表（入门）

news2025/2/24 9:15:27

在了解顺序表之前我们需要先了解什么是线性表

1.线性表的定义

线性表(List)：由零个或多个数据组成的有限数列，线性表是一种在实际中广泛使用的数据结构，

常见的线性表：顺序表，链表，栈，队列，字符串

2.顺序表

2.1顺序表的概念以及结构

顺序表是用一段物理地址连续的存储单元依次储存数据的线性结构

2.2顺序表的类型

->1.静态顺序表

#define N 100

typedef int SLDATATYPE;

typedef struct SeqList
{
   SLDATATYPE a[N];
   size_t size;
}SL;

开辟一个固定长度的数组，向数组中存储数据

缺点：

这样开辟的顺序表空间是固定的，如果我们需要存储的空间大于这个固定空间，那我们就需要重新来开辟空间，如果我们只需要存放几个数据，那就会浪费不少空间

->2.动态顺序表

typedef int SLDATATYPE;

typedef struct SeqList
{
   SLDATATYPE* a;
   size_t size;
   size_t capacity;
}SL;

相比于静态顺序表的优点：

更加的灵活，不会出现空间不足或者浪费大量空间的情况

3.用顺序表实现增删查改

->1.实现顺序表所需要用到的接口

#pragma once
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1 

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

#define INIT_CAPACITY 4
typedef int SLDATATYPE;


//初始化
void INITSeqList(SL* ps);

//清除顺序表
void SLDestroy(SL* ps);

//增容
void IncrCapacity(SL* ps);

//打印
void print(SL* ps);

//尾插
void SLPushBack(SL* ps, SLDATATYPE x);

//尾删
void SLPopBack(SL* ps);

//头插
void SLPushFront(SL* ps, SLDATATYPE x);

//头删
void SLPopFront(SL* ps);

//顺序表再pos处增加元素
void SLInsert(SL* ps, SLDATATYPE pos, SLDATATYPE x);

//顺序表删除再pos位置的元素
void SLErase(SL* ps, SLDATATYPE pos);

//查找元素
int SLFind(SL* ps, SLDATATYPE x);

->2.顺序表的创建

typedef struct SeqList
{
	SLDATATYPE* a;
	int size;       //有效数据的个数
	int capacity;	//空间容量
 }SL;

->3.初始化

//顺序表初始化
void INITSeqList(SL* ps)
{
	assert(ps);

	ps->a = (SLDATATYPE*)malloc(sizeof(int) * INIT_CAPACITY);
	if (ps->a == NULL)
	{
		perror("INITSeqList::malloc");
		return;
	}
	ps->size = 0;
	ps->capacity = INIT_CAPACITY;
}

->4.销毁数据表

//销毁顺序表
void SLDestroy(SL* ps)
{
	assert(ps);

	free(ps->a);
	ps->a = NULL;
	ps->capacity = 0;
	ps->size = 0;
}

->5.在进行增删的时候检查一下空间是否为满

//检查容量是否已满
void SLCheckCapacity(SL* ps)
{
	assert(ps);

	if (ps->size == ps->capacity)
	{
		SLDATATYPE* ptr = (SLDATATYPE*)realloc(ps->a, sizeof(int) * (INIT_CAPACITY * 2));
		if (NULL == ptr)
		{
			perror("IncrCapacity::realloc");
			return;
		}
		ps->a = ptr;
		ps->capacity *= 2;
	}
}

->6.打印

//打印内容
void print(SL* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->size > 0);

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

->7.头插

//头插
void SLPushFront(SL* ps, SLDATATYPE x)
{
	assert(ps);

	SLCheckCapacity(ps);
    //整体向后移动
	for (int end = ps->size - 1; end >= 0; --end)
	{
		ps->a[end + 1] = ps->a[end];
	}

	ps->a[0] = x;
	++ps->size;
}

->8.头删

//头删
void SLPopFront(SL* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->size > 0);

	int begin = 1;
	while (begin < ps->size)
	{
		ps->a[begin - 1] = ps->a[begin];
		++begin;
	}
	--ps->size;
}

->9.尾插

//尾插
void SLPushBack(SL* ps, SLDATATYPE x)
{
	assert(ps);

	SLCheckCapacity(ps);
	ps->a[ps->size++] = x;
}

->10.尾删

//尾删
void SLPopBack(SL* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->size > 0);

	ps->a[ps->size--] = 0;
}

->11.在顺序表pos处增加元素

//在顺序表pos处增加元素
void SLInsert(SL* ps, SLDATATYPE pos, SLDATATYPE x)
{
	assert(ps);
	assert(pos >= 0 && pos <= ps->size);
	SLCheckCapacity(ps);

	int end = ps->size - 1;
	while (end >= pos)
	{
		ps->a[end + 1] = ps->a[end];
	}
	ps->a[pos] = x;
	++ps->size;
}

->12.删除在pos位置的元素

//顺序表删除再pos位置的元素
void SLErase(SL* ps, SLDATATYPE pos)
{
	assert(ps);
	assert(pos >= 0 && pos < ps->size);

	SLDATATYPE begin = pos + 1;
	while (begin < ps->size)
	{
		ps->a[begin] = ps->a[begin - 1];
		++begin;
	}
	--ps->size;
}

->13.顺序表查找

//查找
int SLFind(SL* ps, SLDATATYPE x)
{
	assert(ps);
	for (int i = 0; i < ps->size - 1; ++i)
	{
		if (ps->a[i] == x)
			printf("找到了！！！%d\n", i);
	}
	return -1;
}

4.源代码

->1.test.c

#include "SeqList.h"


int main()
{
	SL a;
	INITSeqList(&a);
	test();
	int input = -1;

	//尾插
	SLPushBack(&a,1);
	print(&a);
	SLPushBack(&a, 2);
	print(&a);
	SLPushBack(&a, 3);
	print(&a);
	SLPushBack(&a, 4);
	print(&a);

	//尾删
	SLPopBack(&a);
	print(&a);

	//在pos位置插入8
	SLInsert(&a, 3, 8);
	print(&a);

	//查找该元素的位置，返回下标
	int pos = SLFind(&a, 2);

	return 0;
}

->2.SeqList.h

#pragma once
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1 

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

#define INIT_CAPACITY 4
typedef int SLDATATYPE;

typedef struct SeqList
{
	SLDATATYPE* a;
	int size;       //有效数据的个数
	int capacity;	//空间容量
 }SL;

//初始化
void INITSeqList(SL* ps);

//清除顺序表
void SLDestroy(SL* ps);

//增容
void IncrCapacity(SL* ps);

//打印
void print(SL* ps);

//尾插
void SLPushBack(SL* ps, SLDATATYPE x);

//尾删
void SLPopBack(SL* ps);

//头插
void SLPushFront(SL* ps, SLDATATYPE x);

//头删
void SLPopFront(SL* ps);

//顺序表再pos处增加元素
void SLInsert(SL* ps, SLDATATYPE pos, SLDATATYPE x);

//顺序表删除再pos位置的元素
void SLErase(SL* ps, SLDATATYPE pos);

//查找元素
int SLFind(SL* ps, SLDATATYPE x);

->3.SeqList.c

#include "SeqList.h"

//顺序表初始化
void INITSeqList(SL* ps)
{
	assert(ps);

	ps->a = (SLDATATYPE*)malloc(sizeof(int) * INIT_CAPACITY);
	if (ps->a == NULL)
	{
		perror("INITSeqList::malloc");
		return;
	}
	ps->size = 0;
	ps->capacity = INIT_CAPACITY;
}

//清除顺序表
void SLDestroy(SL* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->size > 0);

	free(ps->a);
	ps->a = NULL;
	ps->capacity = 0;
	ps->size = 0;
}

//打印内容
void print(SL* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->size > 0);

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

//检查容量是否已满
void SLCheckCapacity(SL* ps)
{
	assert(ps);

	if (ps->size == ps->capacity)
	{
		SLDATATYPE* ptr = (SLDATATYPE*)realloc(ps->a, sizeof(int) * (INIT_CAPACITY * 2));
		if (NULL == ptr)
		{
			perror("IncrCapacity::realloc");
			return;
		}
		ps->a = ptr;
		ps->capacity *= 2;
	}
}


//尾插
void SLPushBack(SL* ps, SLDATATYPE x)
{
	assert(ps);

	SLCheckCapacity(ps);
	ps->a[ps->size++] = x;
}

//尾删
void SLPopBack(SL* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->size > 0);

	ps->a[ps->size--] = 0;
}


//头插
void SLPushFront(SL* ps, SLDATATYPE x)
{
	assert(ps);

	SLCheckCapacity(ps);
	for (int end = ps->size - 1; end >= 0; --end)
	{
		ps->a[end + 1] = ps->a[end];
	}

	ps->a[0] = x;
	++ps->size;
}

//头删
void SLPopFront(SL* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->size > 0);

	int begin = 1;
	while (begin < ps->size)
	{
		ps->a[begin - 1] = ps->a[begin];
		++begin;
	}
	--ps->size;
}

//在顺序表pos处增加元素
void SLInsert(SL* ps, SLDATATYPE pos, SLDATATYPE x)
{
	assert(ps);
	assert(pos >= 0 && pos <= ps->size);
	SLCheckCapacity(ps);

	int end = ps->size - 1;
	while (end >= pos)
	{
		ps->a[end + 1] = ps->a[end];
	}
	ps->a[pos] = x;
	++ps->size;
}

//删除顺序表pos处的元素
void SLErase(SL* ps, SLDATATYPE pos)
{
	assert(ps);
	assert(pos >= 0 && pos < ps->size);

	SLDATATYPE begin = pos + 1;
	while (begin < ps->size)
	{
		ps->a[begin] = ps->a[begin - 1];
		++begin;
	}
	--ps->size;
}

//查找
int SLFind(SL* ps, SLDATATYPE x)
{
	assert(ps);
	for (int i = 0; i < ps->size - 1; ++i)
	{
		if (ps->a[i] == x)
			printf("找到了！！！%d\n", i);
	}
	return -1;
}

测试结果：

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