数据结构与算法系列之顺序表的实现

news2024/11/18 8:28:44

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  • 顺序表的优缺点:
  • 注意事项
  • test.c(动态顺序表)
  • SeqList.h
  • SeqList.c
  • 各接口函数功能详解
    • void SLInit(SL* ps);//定义
    • void SLDestory(SL* ps);
    • void SLPrint(SL* ps);
    • void SLPushBack(SL* ps ,SLDataType * x );
    • void SLPopBack(SL* ps);
    • void SLPushFront(SL* ps,SLDataType * x );
    • void SLPopFront(SL* ps);
    • void SLCheckCapacity(SL* ps);
    • void SLInsert(SL* ps, int pos, SLDataType x);//pos位置插入
    • void SLErase(SL* ps, int pos);//pos位置删除
    • int SLFind(SL* ps, SLDataType x);

顺序表的优缺点:

优点:存储密度高,可以随机存取结点。
缺点:1.长度为定值,中途无法扩充
2.插入删除需要移动结点,效率低

注意事项

1.N个数头删和尾删的时间复杂度是O(N)
N个数头插和尾插的时间复杂度是O(N^2)
//当数组只有一个元素时,移动1次,有两个元素时,移动两次,有三个元素时移动三次… 所以成等差数列经大O表达式为(N^2)

2.柔性数组与顺序表的关系
柔性数组是与结构体变量占一个空间
而顺序表是结构体额外开辟的空间

3.不能用realloc进行缩容
//缩容之后,可能缩容的部分会被使用,在进行扩容的话,不能回到原样

4.free()
//不能在动态数组中间进行释放,必须开辟多大空间,就一次释放完

顺序表
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柔性数组
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test.c(动态顺序表)

int main()
{
	SL s;
	SLInit(&s);
	int option = 0;
	while (option != -1)
	{
		menu();
		scanf("%d", &option);
		if (option == 1)
		{
			printf("请依次输入要尾插的数据");
			int x = 0;
			while (x != -1)
			{
				scanf("%d", &x);
				SLPushBack(&s, x);
			}
		}
		else if (option == 7)
		{
			SLPrint(&s);
		}
	}
	return 0; 
}

SeqList.h

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
#include <stdlib.h>
#define INT_CAPACITY 4
typedef int  SLDataType;

typedef struct SepList
{
	SLDataType* a;
	int size;
	int capacity;
}SL;

void SLInit(SL* ps);
void SLDestory(SL* ps);
void SLPrint(SL* ps);

void SLPushBack(SL* ps ,SLDataType * x );//尾插
void SLPopBack(SL* ps);//尾删
void SLPushFront(SL* ps,SLDataType * x );//头插
void SLPopFront(SL* ps);//头删
void SLCheckCapacity(SL* ps);//扩容

void SLInsert(SL* ps, int pos, SLDataType x);//pos位置插入
void SLErase(SL* ps, int pos);//pos位置删除
int  SLFind(SL* ps, SLDataType x);
 

SeqList.c

#include "SeqList.h"
void SLCheckCapacity(SL* ps)
{

	assert(ps);
	if (ps->size == ps->capacity)
	{		//realloc 可能会原地扩容 也可能异地扩容
		SLDataType* tmp = (SLDataType*)realloc(ps->a, sizeof(SLDataType) * (ps->capacity* 2));
		if (tmp == NULL)
		{
			perror("realloc fail");
			return;
		}
		ps->a = tmp;
		ps->capacity *= 2;
	}

}

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

	ps->a = (SLDataType*)malloc(sizeof(SLDataType)*  INT_CAPACITY);
	if (ps->a == NULL)
	{
		perror("malloc fail");
		return;
	}

	ps->size = 0;
	ps->capacity = INT_CAPACITY;
}
void SLDestory(SL* ps)
{
	assert(ps);
	free(ps->a);
	ps->a = NULL;
	ps->size = 0;
	ps->capacity = 0;
}
void SLPushBack(SL* ps, SLDataType  x)
{
	 assert(ps);
	 SLCheckCapacity(ps);
	 //扩容
	 ps->a[ps->size++] = x;
	//SLInsert(ps,ps->size, x)尾插
}
void SLPopBack(SL* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->size > 0);
	/*if (ps->size == 0)
	{
		return;
	}*/
	
	ps->size--;
	//尾删SLErase(ps, ps->size-1);
}
void SLPushFront(SL* ps ,SLDataType x)
{
	assert(ps);
	SLCheckCapacity(ps);
	int end = ps->size - 1;
	while (end >= 0)
	{
		ps->a[end + 1] = ps->a[end];
		end--;
	}
	ps->a[0] = x;
	ps->size++;
	
}
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--;
}
void SLPrint(SL* ps)
{
	assert(ps);
	for (int i = 0; i < ps->size; i++)
	{
		printf("%d ", ps->a[i]);
	}
}



void SLInsert(SL* ps, int pos, SLDataType x)
{
	assert(ps);
	assert(pos >= 0 && pos <= ps->size);//可以等于size,相当于尾插
	SLCheckCapacity(ps);
	int end = ps->size-1;
	while (end >= pos)
	{
		ps->a[end + 1] = ps->a[end];
		end--;
	}
	ps->a[pos] = x;
	ps->size++;
}

void SLErase(SL* ps, int pos)
{
	assert(ps);
	assert(pos >= 0 && pos < ps->size);
	int begin = pos + 1;

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


int SLFind(SL* ps, SLDataType x)
{
	assert(ps);
	for (int i = 0; i < ps->size; i++)
	{
		if (ps->a[i] == x)
			return i;
	}
	return -1;

}

各接口函数功能详解

void SLInit(SL* ps);//定义

assert(ps);//进行assert判断ps这个结构体指针是否存在

	ps->a = (SLDataType*)malloc(sizeof(SLDataType)*  INT_CAPACITY);//使用malloc函数进行扩容,必须用free()释放 
	if (ps->a == NULL)
	{
		perror("malloc fail");
		return;
	}
	ps->size = 0;初始化
	ps->capacity = INT_CAPACITY;

void SLDestory(SL* ps);

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

void SLPrint(SL* ps);

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

void SLPushBack(SL* ps ,SLDataType * x );

{
	 assert(ps);
	 SLCheckCapacity(ps);//判断是否扩容
	 //扩容
	 ps->a[ps->size++] = x;
	//SLInsert(ps,ps->size, x)尾插
}

void SLPopBack(SL* ps);

    assert(ps);
	assert(ps->size > 0);因为尾删判断数组是否有元素存在,如果没有元素则不可以尾删
	/*if (ps->size == 0)
	{
		return;
	}*/
	
	ps->size--;
	//尾删SLErase(ps, ps->size-1);

void SLPushFront(SL* ps,SLDataType * x );

{
	assert(ps);
	SLCheckCapacity(ps);//是否扩容
	int end = ps->size - 1;
	while (end >= 0)
	{
		ps->a[end + 1] = ps->a[end];
		end--;
	}
	ps->a[0] = x;
	ps->size++;
	
}

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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--;
}

在这里插入图片描述

void SLCheckCapacity(SL* ps);

	
void SLCheckCapacity(SL* ps)
{
	assert(ps);
	if (ps->size == ps->capacity)
	{		//realloc所以扩容成功后,可能会原地扩容 也可能异地扩容,所以用ps->a = tmp来重新接收
		SLDataType* tmp = (SLDataType*)realloc(ps->a, sizeof(SLDataType) * (ps->capacity* 2));
		if (tmp == NULL)
		{
			perror("realloc fail");
			return;
		}
		ps->a = tmp;
		ps->capacity *= 2;
	}

}

void SLInsert(SL* ps, int pos, SLDataType x);//pos位置插入

//可用于头插和尾插

assert(ps);
	assert(pos >= 0 && pos <= ps->size);//可以等于size,相当于尾插
	SLCheckCapacity(ps);
	int end = ps->size-1;
	while (end >= pos)
	{
		ps->a[end + 1] = ps->a[end];
		end--;
	}
	ps->a[pos] = x;
	ps->size++;

void SLErase(SL* ps, int pos);//pos位置删除

//可用于头删和尾删


assert(ps);
	assert(pos >= 0 && pos < ps->size);
	int begin = pos + 1;


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

int SLFind(SL* ps, SLDataType x);

assert(ps);
	for (int i = 0; i < ps->size; i++)
	{
		if (ps->a[i] == x)
			return i;
	}
	return -1;

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