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【c语言】数据结构-顺序表

2023-04-18 16:08:09 时间

主页:114514的代码大冒险

qq:2188956112(欢迎小伙伴呀hi✿(。◕ᴗ◕。)✿ )

Gitee:庄嘉豪 (zhuang-jiahaoxxx) - Gitee.com

前言

数据结构是一种计算机科学技术领域广泛使用的专业术语,在很多书籍以及博客中,对数据结构的解释为数据在计算机的存储方式,很容易让人误以为数据结构只是一种数据的物理存储方式,其实不然,数据结构可以理解为:数据 + 结构数据是描述客观事物的符号,为程序操控,存储在计算机上,结构包括数据的逻辑结构和存储结构。

因此足以见得数据结构在计算机领域的重要作用。


 

一、顺序表是什么?

区别于链表,顺序表支持随机访问,从而支持二分查找,冒泡排序等需按下标进行访问的算法

顺序表其实就是数组,本文将主要介绍顺序表的增删查改操作

静态顺序表只适用于确定知道需要存多少数据的场景。静态顺序表的定长数组导致 N 定大了,空间开多了浪费,开少了不够用。所以现实中基本都是使用动态顺序表,根据需要动态的分配空间大小,所以下面我们实现动态顺序表。

二、项目功能的逐一实现(基本)

1. 准备工作

我们按照三子棋和通讯录的标准工程旧历,创立三个文件 SeqList.c(实现各种功能接口(函数))  SeqList.h(存放此次需要的头文件以及函数声明) test.c(调用函数,测试功能是否正常)。

 另外还要介绍一下顺序表的组成:

 

2.打印(SeqListPrint)和初始化(SeqListInit)

SeqList.h:

 SeqList.h:

void SeqListPrint(SL* ps)
{
	for (int i = 0; i < ps->size; ++i)
	{
		printf("%d ", ps->a[i]);
	}
	printf("
");
}
void SeqListInit(SL* ps)
{
	ps->a = NULL;
	ps->size = ps->capacity = 0;


}

test.c:

因为会涉及多次测试,所以我们将测试函数分成多个:

 

 

 为什么使用这么长的命名?
因为这和c++的stl库相关联,方便日后学习c++。

1.头插(对顺序表首部进行内容的增加)

代码:

void SeqListPushFront(SL* ps, SLDataType x)
{
	SeqListCheckCapacity(ps);//扩容函数,在插入内容之前进行容量的检查
                             //避免出现访问错误

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

思想:将最后一个元素后移,然后倒数第二个数移到倒数第一个数,以此类推,全部移动之后,

将要添加的值放在头一个位置上:
 

2.头删(对顺序表首部进行内容的删除)

代码:

void SeqListPopFront(SL* ps)
{
	assert(ps->size > 0);
	int begin = 1;
	while (begin < ps->size)
	{
		ps->a[begin - 1] = ps->a[begin];
		++begin;
	}
	ps->size--;
}

思想:就是将第二个位置上的数字放在第一个位置上,第三个位置上的数字放在第二个位置上,以此类推  全部移动之后,再将记录数据个数的size进行-1操作;

3.尾插(对顺序表尾部进行内容的增加)

代码:

void SeqListPushBack(SL* ps, SLDataType x)
{

	SeqListCheckCapacity(ps);//检查顺序表容量,容量不足进行扩容

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

思想:在已有数据的末尾位置放置一个新数据。

4.尾删(对顺序表尾部进行内容的删除)

代码:

void SeqlistPopBack(SL* ps)
{

	

	assert(ps->size > 0);
	
	ps->size--;

}

注意:
一定在进行删除之前,检查数据现存个数,避免出现非法访问,

这里如果你不检查,可能当时编译器不会报错,但是,在释放内存时,就会出现问题

5.内容扩增:

代码:

void SeqListCheckCapacity(SL* ps)
{
	if (ps->size == ps->capacity)
	{
		int newcapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity * 2;
		SLDataType* tmp = (SLDataType*)realloc(ps->a, newcapacity * sizeof(SLDataType));
		if (tmp == NULL)
		{
			printf("realloc fail
");
			exit(-1);
		}

		ps->a = tmp;
		ps->capacity = newcapacity;
	}

}

为什么进行内容扩增?

 扩容为什么一次扩容增加为之前的二倍?

因为一次扩容扩多了,空间浪费;扩少了,需多次进行扩容操作。

二倍则是一个比较友好的扩容选择。

注意:这里的扩容,有可能要扩大的容量本身为0;而0*2 = 0,所以我们选择进行一个判断

如果为0,我们就将容量扩大到4;如果不为零,我们就按照扩为二倍处理

6.销毁顺序表(动态内存的释放)

代码:

void SeqListDestory(SL* ps)
{
	free(ps->a);
	ps->a = NULL;
	ps->capacity = ps->size = 0;
}

三,补充功能(调整)

1.随机插入(对指定位置增加内容)

代码:

void SeqListInsert(SL* ps, int pos, SLDataType x)
{
	// 温柔的处理方式
	/*if (pos > ps->size || pos < 0)
	{
		printf("pos invalid
");
		return;
	}*/
	//比较粗暴的方式
	assert(pos >= 0 && ps->size);
	
	SeqListCheckCapacity(ps);

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

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

思想:

以插入位置2举例:

 

注意:

这里要对插入位置pos进行检查(检查方法分为if语句与assert语句),避免非法访问


于是便有了对头插,尾插的改动:
 

SeqListInsert(ps, ps->size, x);//尾插

 

SeqListInsert(ps, 0, x);//尾插

2.随机删除(对指定内容进行删除)

删除之前,要找到目标数据的下标:
 

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

	return -1;
}

然后就是正题:

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

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

于是便有了对头删,尾删的改动

SeqListErase(ps, 0);//头删
SeqListErase(ps, ps->size - 1);//尾删

总结

这就是本次全部内容了,顺序表是在数据结构中打的第一枪,虽然在整个数据结构的学习中并不算难,但是依然要认真起来,加油O(∩_∩)O哈哈~