数据结构第二天

news2024/9/20 8:07:54
分文件编程实现：

main.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "seqlist.h"

int main(int argc, char const *argv[])
{
    seqlist_p p = CreateEpSeqlist();
    InsertIntoSeqlist(p, 0, 10);
    InsertIntoSeqlist(p, 1, 20);
    InsertIntoSeqlist(p, 2, 30);
    ShowSeqlist(p);

    DeleteIntoSeqlist(p, 1);
    ShowSeqlist(p);

    ChangePostSeqList(p, 0, 99);
    ShowSeqlist(p);

    printf("search 99:%d\n", SearchDataSeqList(p, 99));
    return 0;
}

seqlist.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "seqlist.h"

// 创建一个空的顺序表
seqlist_p CreateEpSeqlist() //create创造 empty 空的 seqlist顺序表
{
    //动态申请一块顺序表结构体大小空间
    seqlist_p p = (seqlist_p)malloc(sizeof(seqlist_t));
    if (NULL == p)
    {
        perror("malloc lost"); //perror打印上一个函数报的错误信息
        return NULL;           //错误情况让函数返回空指针
    }
    //对结构体初始化
    p->last = -1;

    return p;
}

//判断顺序表是否为满，满返回1,未满返回0
int IsFullSeqlist(seqlist_p p) //full满
{
    return p->last + 1 == N;
}

//向顺序表的指定位置插入数据
int InsertIntoSeqlist(seqlist_p p, int post, int data)
{
    //容错判断：判满，对post做判断
    if (IsFullSeqlist(p) || post < 0 || post > p->last + 1)
    {
        printf("InsertIntoSeqlist err\n");
        return -1; //错误返回
    }
    //让最后一个元素到插入位置的元素向后移动一个单位
    for (int i = p->last; i >= post; i--)
        p->data[i + 1] = p->data[i];
    //插入数据
    p->data[post] = data;
    //让last加一
    p->last++;
    return 0;
}

//遍历顺序表sequence顺序list表
void ShowSeqlist(seqlist_p p)
{
    for (int i = 0; i <= p->last; i++)
        printf("%d ", p->data[i]);
    printf("\n");
}

//判断顺序表是否为空，为空返回1，不为空返回0
int IsEpSeqlist(seqlist_p p)
{
    return p->last == -1;
}

//删除顺序表中指定位置的数据，post为删除位置
int DeleteIntoSeqlist(seqlist_p p, int post)
{
    //容错判断：判空，对post判断
    if (IsEpSeqlist(p) || post < 0 || post > p->last)
    {
        printf("DeleteIntoSeqlist err\n");
        return -1;
    }

    //从删除位置元素的后一个元素到最后一个元素向前移动一个单位
    for (int i = post + 1; i <= p->last; i++)
        p->data[i - 1] = p->data[i];

    //让last减一，因为删除了一个元素有效元素少了一个
    p->last--;

    return 0;
}

// 修改指定位置上数据
int ChangePostSeqList(seqlist_p p, int post, int data)
{
    //容错判断：判空，对post判断
    if (IsEpSeqlist(p) || post < 0 || post > p->last)
    {
        printf("ChangePostSeqList err\n");
        return -1;
    }

    //修改指定位置数据
    p->data[post] = data;

    return 0;
}

// 查找指定数据出现的位置,返回下标，未找到返回-1
int SearchDataSeqList(seqlist_p p, int data)
{
    for (int i = 0; i <= p->last; i++)
    {
        if (p->data[i] == data)
            return i;
    }
    return -1;
}

// 清空顺序表（清空：访问不到，但是内存中还有。销毁：内存清空）
void ClearSeqList(seqlist_p p)
{
    p->last = -1;
}

seqlist.h

#ifndef __SEQLIST_H__
#define __SEQLIST_H__
#define N 10
typedef struct seqlist //封装顺序表结构体类型
{
    int data[N]; //用来存数据的数组
    int last;    //代表数组中最后一个有效元素的下标
} seqlist_t, *seqlist_p;

// 创建一个空的顺序表
seqlist_p CreateEpSeqlist(); //create创造 empty 空的 seqlist顺序表

//判断顺序表是否为满，满返回1,未满返回0
int IsFullSeqlist(seqlist_p p); //full满

//向顺序表的指定位置插入数据
int InsertIntoSeqlist(seqlist_p p, int post, int data);

//遍历顺序表sequence顺序list表
void ShowSeqlist(seqlist_p p);

//判断顺序表是否为空，为空返回1，不为空返回0
int IsEpSeqlist(seqlist_p p);

//删除顺序表中指定位置的数据，post为删除位置
int DeleteIntoSeqlist(seqlist_p p, int post);

// 修改指定位置上数据
int ChangePostSeqList(seqlist_p p, int post, int data);

// 查找指定数据出现的位置,返回下标，未找到返回-1
int SearchDataSeqList(seqlist_p p, int data);

// 清空顺序表（清空：访问不到，但是内存中还有。销毁：内存清空）
void ClearSeqList(seqlist_p p);

#endif

makefile

CC=gcc
GFLAGS=-c -g -Wall
OBJS=seqlist.o main.o

seqlist:$(OBJS)
	$(CC) $^ -o $@
%.o:%.c
	$(CC) $(GFLAGS) $< -o $@
.PHONY:clean
clean:
	$(RM) seqlist *.o

顺序表特点：

  1. 顺序表内存空间连续
  2. 顺序表长度固定
  3. 插入和删除操作效率低，修改和查找效率高。

3.2 链表 Linklist

链表又称单链表、链式存储结构，用于存储逻辑关系为“一对一”的数据。

和顺序表不同同，使用链表存储数据，不强制要求数据在内存中集中存储，各个元素可以分散存储在内存中。

所以在链表中，每个数据元素可以配有一个指针用于找到下一个元素即节点，这意味着，链表上的每个“元素”都长下图这个样子：

3.2.1 链表的特性

逻辑结构：线性结构

存储结构：链式存储

特点：内存不连续，需要通过指针链接，大小不固定。解决顺序表插入删除麻烦的问题。

操作：增删改查

struct node
{
    int data;   //数据域：存储数据
    struct node *next;    //指针域：存储下一个节点的地址
};

3.2.2 单向链表

有头链表：存在一个头节点，头节点数据域无效，指针域有效。

无头链表：每一个节点的数据域和指针域都有效。

遍历无头单向链表

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef char datatype;
typedef struct node
{
    datatype data;     //数据域用来存数据
    struct node *next; //指针域用来存下一个节点的地址
} node_t, *node_p;

// node_t A; //等同于 struct node A;
// node_p p; //等同于 struct node *p;

int main(int argc, char const *argv[])
{
    //1.定义4个节点
    node_t A = {'a', NULL};
    node_t B = {'b', NULL};
    node_t C = {'c', NULL};
    node_t D = {'d', NULL};

    //2.连接四个节点
    A.next = &B; //连接A和B
    B.next = &C;
    C.next = &D;

    //3.定义一个头指针指向第一个节点
    node_p p = &A;

    //4. 通过指针遍历无头单向链表
    while (p != NULL)
    {
        printf("%c ", p->data); //打印节点中的数据域 a b c d
        p = p->next;            //让p指向下一个节点
    }
    printf("\n");

    return 0;
}

遍历有头单向链表

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef char datatype;
typedef struct node
{
    datatype data;     //数据域用来存数据
    struct node *next; //指针域用来存下一个节点的地址
} node_t, *node_p;

// node_t A; //等同于 struct node A;
// node_p p; //等同于 struct node *p;

int main(int argc, char const *argv[])
{
    //1.定义4个节点
    node_t A = {'a', NULL};
    node_t B = {'b', NULL};
    node_t C = {'c', NULL};
    node_t D = {'d', NULL};

    //2.连接四个节点
    A.next = &B; //连接A和B
    B.next = &C;
    C.next = &D;

    //3. 定义头节点，数据域无效，指针域有效
    node_t H = {'\0', &A};

    //4. 定义一个头指针，指向头结点
    node_p p = &H;

#if 0
    p = p->next; //先跨越头节点，指向第一个数据域有效的节点A
    while (p != NULL)    //相当于遍历无头链表
    {
        printf("%c ", p->data);
        p = p->next;
    }
    printf("\n");
#else
    while (p->next != NULL)
    {
        p = p->next;
        printf("%c ", p->data);
    }
    printf("\n");
#endif

    return 0;
}
链表尾插法练习

写一个有头单向链表，用于保存输入的学生成绩，实现一输入学生成绩就创建一个新的节点，将成绩保存起来。再将该节点链接到链表的尾，直到输入-1结束。

要求：每个链表的节点由动态内存分配得到 , 也就是用malloc。

过程：

  1. malloc申请空间link_node_t大小作为头节点
  2. 将新节点放到链表尾部

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef int datatype;
typedef struct node
{
    datatype data;
    struct node *next;
} node_t, *node_p;

int main(int argc, char const *argv[])
{
    node_p pnew = NULL;
    node_p ptail = NULL;
    int score = -1;

    //1. 创建一个头结点，用头指针p指向头节点
    node_p p = (node_p)malloc(sizeof(node_t));
    if (NULL == p)
    {
        perror("p malloc err");
        return -1;
    }
    p->next = NULL; //初始化头节点
    ptail = p;      //让尾指针一开始指向头节点

    //2. 循环输入学生成绩直到-1结束，创建新节点保存学生成绩，尾插到链表。
    while (1)
    {
        scanf("%d", &score);
        if (score == -1)
            break;

        //(1) 创建新节点用来保存学生成绩
        pnew = (node_p)malloc(sizeof(node_t));
        if (NULL == pnew)
        {
            perror("pnew malloc err");
            return -1;
        }
        //(2) 初始化新节点，数据域保存学生成绩，指针域置空
        pnew->data = score;
        pnew->next = NULL;
        //(3) 将新节点连接到链表尾部，也就是ptail所指节点的指针域等于新节点地址
        ptail->next = pnew;
        //(4) 将尾指针移动到新节点，因为尾指针ptail要一直指向最后一个节点
        ptail = pnew;
    }

    //3. 遍历有头链表
    while (p->next != NULL)
    {
        p = p->next;
        printf("%d ", p->data);
    }
    printf("\n");

    return 0;
}
有头单向链表的函数操作

插入指定位置节点：

删除指定节点：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef int datatype;
typedef struct node
{
    datatype data;
    struct node *next;
} node_t, *node_p;

//创建一个空的有头单向链表
node_p createEmptyLinkList() //create创建 Empty空的 LinkList单向链表
{
    //开辟链表节点大小空间
    node_p p = (node_p)malloc(sizeof(node_t));
    if (NULL == p)
    {
        perror("createEmptyLinkList");
        return NULL;
    }
    //初始化头节点
    p->next = NULL;

    return p;
}

//计算链表的长度。
int lengthLinkList(node_p p)
{
    int len = 0;
    while (p->next != NULL)
    {
        p = p->next;
        len++;
    }
    return len;
}

//向单向链表的指定位置插入数据
//p保存链表的头指针 post 插入的位置 data插入的数据
int insertIntoPostLinkList(node_p p, int post, datatype data)
{
    //容错判断
    if (post < 0 || post > lengthLinkList(p))
    {
        printf("insertIntoPostLinkList err\n");
        return -1;
    }

    node_p pnew = NULL; //记录新节点
    // 将指针 遍历到插入位置的前一个节点
    for (int i = 0; i < post; i++)
        p = p->next;
    // malloc创建一个新节点， 初始化新节点
    pnew = (node_p)malloc(sizeof(node_t));
    if (NULL == pnew)
    {
        perror("insertIntoPostLinkList err");
        return -1;
    }
    pnew->data = data;
    pnew->next = NULL;
    // 连接新节点到链表， 先连后面，再连前面。(不然前面断了后面就找不到了)
    pnew->next = p->next;
    p->next = pnew;

    return 0;
}

//遍历单向链表
void showLinkList(node_p p)
{
    while (p->next != NULL)
    {
        p = p->next;
        printf("%d ", p->data);
    }
    printf("\n");
}

int isEmptyLinkList(node_p p)
{
}

//删除单向链表中指定位置的数据 post 代表的是删除的位置
int deletePostLinkList(node_p p, int post)
{
}

int main(int argc, char const *argv[])
{
    node_p p = createEmptyLinkList();

    for (int i = 0; i < 5; i++)
        insertIntoPostLinkList(p, i, i);
    showLinkList(p);

    insertIntoPostLinkList(p, -1, 10); //insertIntoPostLinkList err 容错判断打印结果

    return 0;
}

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