数据结构之顺序表的实现

news2024/9/23 5:18:39

主要参考:

【王道考研】王道数据结构与算法详细笔记(全)_王道数据结构笔记-CSDN博客

顺序表的概念

顺序表:用顺序存储的方式实现线性表顺序存储。把逻辑上相邻的元素存储在物理位置上也相邻的存储单元中,元素之间的关系由存储单元的邻接关系来体现。

顺序表的特点:

1. 随机访问,即可以在O(1)时间内找到第 i 个元素。

2. 存储密度高,每个节点只存储数据元素。

3. 拓展容量不方便(即使使用动态分配的方式实现,拓展长度的时间复杂度也比较高,因为需要把数据复制到新的区域)。

5. 插入删除操作不方便,需移动大量元素:O(n)

顺序表的实现

所谓顺序表,其实就是申请一整块的内存空间,比如我们可以定义一个数组或者malloc一片空间,然后我们再基于这块空间来进行数据项管理。

顺序表的静态分配 顺序表的表长刚开始确定后就无法更改(存储空间是静态的)

//顺序表的实现--静态分配
 
#include<stdio.h>
#define MaxSize 10          //定义表的最大长度 
typedef struct{
	int data[MaxSize];      //用静态的"数组"存放数据元素
	int length;             //顺序表的当前长度  
}SqList;                    //顺序表的类型定义(静态分配方式) 
void InitList(SqList &L){
	 for(int i=0;i<MaxSize;i++){
	 	L.data[i]=0;        //将所有数据元素设置为默认初始值
		 }
	 L.length=0;
}
int main(){
	SqList L;               //声明一个顺序表
	InitList(L);            //初始化一个顺序表
	for(int i=0;i<MaxSize;i++){                //顺序表的打印
		printf("data[%d]=%d\n",i,L.data[i]);
	}
	return 0; 
}

顺序表的动态分配

//顺序表的实现——动态分配
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>  //malloc、free函数的头文件 
#define InitSize 10 //默认的初始值
 
typedef struct{
	int  *data;    //指示动态分配数组的指针
	int MaxSize;   //顺序表的最大容量
	int length;    //顺序表的当前长度 
}SeqList; 
 
void InitList(SeqList &L){                 //初始化
	//用malloc 函数申请一片连续的存储空间
	L.data =(int*)malloc(InitSize*sizeof(int)) ;
	L.length=0;
	L.MaxSize=InitSize;
} 
 
void IncreaseSize(SeqList &L,int len){  //增加动态数组的长度
	int *p=L.data;
	L.data=(int*)malloc((L.MaxSize+len)*sizeof(int));
	for(int i=0;i<L.length;i++){
		L.data[i]=p[i];      //将数据复制到新区域 
	}
	L.MaxSize=L.MaxSize+len; //顺序表最大长度增加len
	free(p);                 //释放原来的内存空间 
	
} 
int main(){
	SeqList L;        //声明一个顺序表
	InitList(L);      //初始化顺序表
	IncreaseSize(L,5);//增加顺序表的长度
	return 0; 
}

注意,顺序表在定义时需要用结构体封装一个数组,用来存储元素,数组的大小就是该顺序表的最大容量,另外,需要封装一个长度,用来表示当前顺序表的有效长度,也就是当前所容纳的数据个数。

因为数组在声明时可以同时指定指针和容量,所以只需要定义两个变量;如果是使用动态分配的方式,就需要定义一个指针,一个最大容量,一个当前长度,共三个变量。但二者本质上是一样的。

顺序表的插入操作 ListInsert(&L,i,e):插入操作。在表L中的第i个位置上插入指定元素e。 平均时间复杂度 = O(n)

#define MaxSize 10    //定义最大长度
typedef struct{
	int data[MaxSize];  //用静态的数组存放数据
	int length;         //顺序表的当前长度
}SqList;                //顺序表的类型定义  
 
bool ListInsert(SqList &L, int i, int e){ 
    if(i<1||i>L.length+1)    //判断i的范围是否有效
        return false;
    if(L.length>=MaxSize) //当前存储空间已满,不能插入  
        return false;
 
    for(int j=L.length; j>=i; j--){    //将第i个元素及其之后的元素后移
        L.data[j]=L.data[j-1];
    }
    L.data[i-1]=e;  //在位置i处放入e
    L.length++;      //长度加1
    return true;
}
 
int main(){ 
	SqList L;   //声明一个顺序表
	InitList(L);//初始化顺序表
	//...此处省略一些代码;插入几个元素
 
	ListInsert(L,3,3);   //再顺序表L的第三行插入3
 
	return 0;
}

注意,这些数据结构,插入数据的时候必须是相连的,比如顺序表,插入的时候不能让连续的数据断开。

顺序表的删除操作 ListDelete(&Li,&e): 删除操作。删除表L中第i个位置的元素,并用e返回删除元素的值。 平均时间复杂度 = O(n)

#define MaxSize 10
 
typedef struct {
	int data[MaxSize];
	int length;
} SqList;
 
// 删除顺序表i位置的数据并存入e
bool ListDelete(SqList &L, int i, int &e) {
	if (i < 1 || i > L.length) // 判断i的范围是否有效
		return false;
	e = L.data[i-1]; // 将被删除的元素赋值给e 
	for (int j = i; j < L.length; j++) //将第i个位置后的元素前移 
		L.data[j-1] = L.data[j];
	L.length--;
	return true; 
}
 
int main() {
	SqList L;
	InitList(L);
	int e = -1;
	if (ListDelete(L, 3, e))
		printf("已删除第3个元素,删除元素值为%d\n", e);
	else
		printf("位序i不合法,删除失败\n"); 
	return 0; 
} 

因为顺序表要保持连续性,所以插入和删除时都需要移动操作点之后的数据,这也就是时间复杂度所在之处。

顺序表的按位查找 GetElem(L,i):按位查找操作。获取表L中第i个位置的元素的值 平均时间复杂度O(1)

// 静态分配的按位查找
#define MaxSize 10
 
typedef struct {
	ElemType data[MaxSize]; 
	int length;
}SqList;
 
ElemType GetElem(SqList L, int i) {
	return L.data[i-1];
}
// 动态分配的按位查找
#define InitSize 10
 
typedef struct {
	ElemType *data;
	int MaxSize;
	int length;
}SeqList;
 
ElemType GetElem(SeqList L, int i) {
	return L.data[i-1];
}

按位查找的应用之一就是作为哈希表,通过key计算出哈希值,然后直接就能获取哈希值所在处的元素了,效率很高。

顺序表的按值查找 LocateElem(L,e): 按值查找操作。在表L中查找具有给定关键字值的元素 平均时间复杂度 =O(n)

#define InitSize 10          //定义最大长度 
typedef struct{
    ElemTyp *data;           //用静态的“数组”存放数据元素 
    int Length;              //顺序表的当前长度
}SqList;   
 
//在顺序表L中查找第一个元素值等于e的元素,并返回其位序
int LocateElem(SqList L, ElemType e){
    for(int i=0; i<L.lengthl i++)
        if(L.data[i] == e)  
            return i+1;     //数组下标为i的元素值等于e,返回其位序i+1
    return 0;               //推出循环,说明查找失败
}
//调用LocateElem(L,9)

待完善。

更多待补充。

注意

单纯的顺序表,在结构体定义时并没有头指针和尾指针。

队列是有头指针和尾指针的,这点要注意区别。

如何表示一个顺序表?直接定义一个顺序表的结构体,然后声明一个结构体变量或者指针(结构体一般传递指针的情况比较多,一般可以定义变量,然后如果需要指针就再获取变量的指针,如果直接定义指针,那么想要变量的时候就没有了),这个变量就表示一整个的顺序表。这是一个整体。

而链表是以结点为基本单位的,我们定义的是结点的结构体,并不是整个的链表,因为链表是动态变化的,并不能一开始就固定下来,我们如果需要一个链表,就定义一个结点指针,用来表示一个链表的开始,也就是用来表示一个链表。 

在实现数据结构的时候,思路一般是这样的:

#先定义数据结构的结构体;

#然后实现初始化;

#然后实现增删改查

@@增:指定位置插入,包括指定元素的前后,也包括头插和尾插这两种特殊情况;

@@删:删除指定位置的元素;

@@改:修改指定位置的元素;

@@查:获取指定位置的元素或者遍历; 

这里面的指定的位置要怎么理解呢?

比如指定第i个位置,或者指定某个元素?比如顺序表中插入指定下标的位置,又比如在链表中插入某个指定元素的后面,等等。

实战总结

暂附上一个自定义的顺序表

#include <string.h>
#include <stdio.h>

#define SQLIST_DATATYPE int
#define ELEMENT_MAX_COUNT 10

typedef struct sqlist
{
    SQLIST_DATATYPE sq_list_content[ELEMENT_MAX_COUNT];
    int current_len;
}sqlist;

void sqlist_init(sqlist *sq_list)
{
    memset(sq_list, 0, sizeof(sqlist));
    sq_list->current_len = 0;
}

//position start from one(1);
int sqlist_insert_by_position(sqlist *sq_list, int position, SQLIST_DATATYPE data)
{
    if(sq_list->current_len >= ELEMENT_MAX_COUNT)
    {
        return -1;
    }

    if(position < 1 || position > ELEMENT_MAX_COUNT)
    {
        return -2;
    }

    if(position > (sq_list->current_len + 1))
    {
        return -3;
    }

    for(int i = position - 1; i < sq_list->current_len; i++)
    {
        sq_list->sq_list_content[i + 1] = sq_list->sq_list_content[i];
    }

    sq_list->sq_list_content[position] = data;
    sq_list->current_len++;

    return 0;
}

int sqlist_delete_by_position(sqlist *sq_list, int position)
{
    if(position > sq_list->current_len)
    {
        return -1;
    }

    for(int i = position; i < sq_list->current_len; i++)
    {
        sq_list->sq_list_content[i - 1] = sq_list->sq_list_content[i];
    }

    sq_list->current_len--;

    return 0;
}

int sqlist_modify_by_position(sqlist *sq_list, int position, SQLIST_DATATYPE data)
{
    if(position > sq_list->current_len)
    {
        return -1;
    }

    sq_list->sq_list_content[position - 1] = data;

    return 0;
}

SQLIST_DATATYPE sqlist_get_element_in_position(sqlist *sq_list, int position)
{
    if(position > sq_list->current_len)
    {
        return -1;
    }

    return sq_list->sq_list_content[position - 1];
}

void sqlist_print_all_element(sqlist *sq_list)
{
    for(int i = 0; i < sq_list->current_len; i++)
    {
        printf("%d\n", sq_list->sq_list_content[i]);
    }
}

更多的以后再慢慢优化总结。

在编写顺序表的按位置插入的代码时,一般都需要对插入位置进行判断。

一开始我在这部分产生了一些错误理解。

我在判断插入位置时:

先判断顺序表是不是已经满了,也就是size>=maxconut;已满则无法插入;

然后在判断插入位置是不是在1~maxconut之间,如果超出则无法插入;

之后,我产生了一个疑惑,什么疑惑呢?

假设maxconut是100,当前size是20,此时,我能否往不连续的位置插入?

比如:

通常来说是不可以的,因为这样的话,元素会丢失连续性。这个比较好理解。

于是,我就又对插入位置做了个判断,pos>size时不能插入;

所以,一共就有了三个判断。

于是,我的疑惑来了:网上看到的所有顺序表的实现,都没有对这一点的判断,于是我就想,难道不需要保持连续性?不合理呀?

问题出在哪里呢?

后来终于想明白了。

首先判断顺序表是否满没啥问题,而且可以独立出来一个判断函数。

至于pos的范围,如果只限制在有效范围内,那直接判断是不是在0~size之间不就行了!!!

这样一来,就合理了。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/2038843.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

1Panel配置

1. 脚本安装 curl -sSL https://resource.fit2cloud.com/1panel/package/quick_start.sh -o quick_start.sh && sh quick_start.sh2. 配置镜像加速 在容器-> 配置中设置&#xff0c;否则安装软件会失败。 https://docker.211678.top https://docker.1panel.live …

面对复杂订单统计,如何用这款工具化整为零?

最近制作报表时遇到了个问题&#xff0c;怎么把整合到一起的订单统计数据拆分成一个个单独的订单统计报表呢&#xff1f;经过一段时间的探索后&#xff0c;我找到了一款完全免费的报表软件&#xff0c;能够解决这个问题&#xff0c;这款软件叫作山海鲸可视化&#xff0c;我会在…

python 已知x+y=8 求x*y*(x-y)的最大值

先用导数求解 已知xy8 求xy(x-y)的最大值 令y8-x 则 f(x)x⋅(8−x)⋅(x−(8−x))x⋅(8−x)⋅(2x−8) 导数方程为 f(x)-3x^2 24x - 32 求方程 − 3 x 2 24 x − 32 0 -3x^2 24x - 32 0 −3x224x−320 的根。 首先&#xff0c;我们可以尝试对方程进行因式分解。观察…

Maven系列(一):Maven下载安装配置【Maven使Java构建事半功倍】

前言 ​ 作为Java开发工程师&#xff0c;那么Maven现已成为不可或缺的一部分&#xff0c;从最开始的依赖管理到编译运行及打包&#xff0c;可以说使伴随了Java项目的整个生命周期。那么这篇文章&#xff0c;将带你去认识Maven以及Maven的下载、安装、配置等等。 1. 什么是Mav…

RCE复现问题和研究

目录 先了解一些常见的知识点 PHP常见命令执行函数 call_user_func eval&#xff08;&#xff09; call_user_func_array array_filter 实战演练&#xff08;RCE&#xff09;PHP Eval函数参数限制在16个字符的情况下 &#xff0c;如何拿到Webshell&#xff1f; 1、长度…

【智能控制】第九,十章 一阶和二阶系统神经网络控制,输出受限系统和输入受限系统的神经网络控制(北京航天航空大学)

目录 一阶系统神经网络控制 1. 系统描述 2. 滑模控制器设计(f(x)已知) 3. 自适应神经网络控制(f(x)未知) 4. 仿真结果 二阶系统神经网络控制 1. 系统描述 2. 神经网络控制器​编辑​编辑​编辑​编辑​编辑 3. 仿真结果 输出受限系统的神经网络控制 1. 问题描述 2.…

认识一下测试策略与测试方案

目录 测试方案 测试策略 测试策略的内容主要包括 测试技术和工具 测试启动、停止和完成标准 风险分析和应对方案 测试范围 测试角色和职责 测试方法和类型 测试工具 测试层级 测试指标 测试可交付成果 测试方案的内容包括 测试目标 测试范围 测试环境 测试策略…

Linux云计算 |【第二阶段】OPERATION-DAY2

主要内容&#xff1a; 部署LNMP架构&#xff08;linux、Nginx、MariaDB、PHP&#xff09;、NginxFastCGI动静分离、Nginx地址重写 环境准备&#xff1a;还原配置文件 [rootproxy ~]# cd /usr/local/nginx/ [rootproxy nginx]# sbin/nginx [rootproxy nginx]# cp conf/nginx.c…

服务器CPU天梯图2024年8月,含EYPC/至强及E3/E5

原文地址&#xff08;高清无水印原图/持续更新/含榜单出处链接&#xff09;&#xff1a; >>>服务器CPU天梯图<<< 本文提供的服务器CPU天梯图数据均采集自各大专业网站&#xff0c;榜单图片末尾会标准其来源&#xff08;挂太多链接有概率会被ban&#xff0c;…

2024杭电多校3——1007单峰数列

补题链接 一道数据结构体&#xff0c;差分线段树&#xff0c;我从没有看见过的全新版本&#xff0c;不过据说挺常见的。线段树维护题目里询问的东西&#xff0c;是否一样&#xff0c;单调还有单峰&#xff0c;小细节挺多的。建线段树开始是从2开始的&#xff0c;因为差分的第一…

Java:实现杨辉三角

目录 思路 完整代码 思路 可以把杨辉三角看作是一个直角三角形&#xff0c;这样可以方便进行输出 以直角三角形中 i行j列 的3 为例&#xff0c;我们可以推出: [ i ] [ j ] [ i -1] [ j ] [ i - 1] [ j -1] 。 同时&#xff0c;杨辉三角也可以看作是一个二维数组&#x…

Tomcat服务器和Web项目的部署

目录 一、概述和作用 二、安装 1.进入官网 2.Download下面选择想要下载的版本 3.点击Which version查看版本所需要的JRE版本 4.返回上一页下载和电脑和操作系统匹配的Tomcat 5. 安装完成后&#xff0c;点击bin目录下的startup.bat&#xff08;linux系统下就运行startup.sh&…

Midjourney技巧-生成拟人化动物(做你的品牌形象代言人)

​ 前言/introduction 如何用Midjourney生成这种时尚潮流的动物拟人图片&#xff1f; 用来做你的品牌形象代言人也是不赖&#xff01; ​ 关键词/personify 生成这种动物拟人化的图片其实主要在关键词-拟人化personify 比如&#xff0c;一只拟人化的老鼠/An anthropomorphic…

惊!北京三害、上海四毒、广东五虎,谁才是互联网界的“拼命三郎”?

在互联网江湖中&#xff0c;流传着这样一份神秘的“工作强度排名”&#xff0c;它们以地域为划分&#xff0c;将那些被公认为加班狂魔的互联网大厂归为了“北京三害”、“上海四毒”和“广东五虎”。 这份名单一出&#xff0c;让人不禁哑然失笑&#xff0c;同时也让人深思&…

【系统架构设计】计算机网络

【系统架构设计】计算机网络 网络架构与协议网络互联模型OSI/RM 结构模型TCP/IP结构模型IPv6 局域网与广域网局域网特点 网络互连与常用设备网络互联设备交换技术路由技术 网络存储技术 网络架构与协议 网络互联模型 OSI/RM 结构模型 1977年&#xff0c;国际标准化组织为适应…

framebuffer屏幕显示接口(linux)

framebuffer &#xff1a; 帧缓存、帧缓冲技术 Linux内核为应用提供的一套显示相关接口 流程&#xff1a; 1. 打开显示设备&#xff08;/dev/fb0&#xff09; 2. 获取显示设备相关参数 3. 建立内存映射 4. 写入RGB颜色值 5. 解除映射 6. 关闭显示…

【深度学习】什么是自回归模型?

文章目录 自回归模型的数学表达自回归模型的特点示例自回归模型在机器学习中的应用总结扩散模型与自回归模型的区别扩散模型在TTS(文本转语音)中的应用总结自回归模型(Autoregressive Model, AR Model)是一种用于时间序列分析和生成的统计模型。它的核心思想是预测变量(通…

Java:成员内部类

文章目录 匿名内部类代码讲解new 类new接口 特点&#xff1a;作用&#xff1a;在开发中的应用场景&#xff1a; 成员内部类&#xff08;了解&#xff09;静态内部类&#xff08;了解&#xff09;局部内部类&#xff08;了解&#xff09; 匿名内部类 一种特殊的局部内部类&…

绘唐科技为什么是全网最强AI推文应用

绘唐科技之所以被称为全网最强AI推文应用&#xff0c;主要有以下几个原因&#xff1a; 绘唐AIGC阿祖https://qvfbz6lhqnd.feishu.cn/wiki/D3YLwmIzmivZ7BkDij6coVcbn7W 先进的AI技术&#xff1a;绘唐科技采用了最先进的自然语言处理和机器学习算法&#xff0c;能够快速准确地生…

掌握高可用核心:Keepalived 铸就坚不可摧的集群防线

目录 一.初识keepalived 二.VRRP工作模式 1.三种状态 2.选举机制 三.Keepalived 架构 四. Keepalived环境准备 五.KeepAlived 配置说明 1.配置文件组成部分 2.配置语法说明&#xff1a;全局配置 3.配置虚拟路由器 4.启用keepalived日志功能 5.实现独立子配置文件 六…