备案控制台
开发者社区 云计算 文章 正文

数据结构--动态顺序表

2024-03-15 39
版权
版权声明：
本文内容由阿里云实名注册用户自发贡献，版权归原作者所有，阿里云开发者社区不拥有其著作权，亦不承担相应法律责任。具体规则请查看《 阿里云开发者社区用户服务协议》和 《阿里云开发者社区知识产权保护指引》。如果您发现本社区中有涉嫌抄袭的内容，填写 侵权投诉表单进行举报，一经查实，本社区将立刻删除涉嫌侵权内容。
简介： 数据结构--动态顺序表


线性表

线性表是数据结构中最基本、最简单也是最常用的一种数据结构。线性表是指由n个具有相同数据类型的元素组成的有限序列。

线性表分为顺序表和链表两种实现方式。

  1. 顺序表：
    顺序表是线性表的一种实现方式，它在计算机内存中以数组的形式保存数据元素。顺序表的特点是元素在内存中是连续存储的，通过索引可以直接访问元素，因此具有较快的随机访问速度。但是顺序表的长度是固定的，需要提前申请足够的内存空间，并且插入和删除元素时需要移动其他元素，效率较低。

  2. 链表：
    链表是线性表的另一种实现方式，它通过指针将多个节点串联起来。每个节点包含元素和指向下一个节点的指针，所以链表的内存分布可以是离散的。链表的优点是可以动态地分配内存，插入和删除操作只需要修改指针，效率较高。但是链表的访问速度比较慢，需要遍历节点找到目标位置。

本章主要介绍的是顺序表。

动态顺序表

顺序表分为静态顺序表和动态顺序表；

静态顺序表是用定长数组来进行存储元素；

动态顺序表是利用动态存储开辟的数组：

数组与顺序表

顺序表和数组在某种程度上可以说是相似的，因为顺序表的基本实现就是数组。顺序表是对数组的一种封装，它在数组的基础上提供了更加灵活的内存管理方式，使得插入、删除等操作更加高效。

接口实现

我们要将函数都包含在一个头文件中，然后用一个源文件来对函数的实现；

结构：

#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
typedef int SLTypeData;
typedef struct SeqList
{
  SLTypeData* a;
  int size;  //有效个数
  int capacity;  //空间大小
}SL;

初始化：

void SLInit(SL* ps)
{
  assert(ps);
  ps->a = (SLTypeData*)malloc(sizeof(SLTypeData) * 4);
  if (ps->a == NULL)
  {
    perror("malloc failed");
    exit(-1);
  }
  ps->size = 0;
  ps->capacity = 4;
}

对数组先开辟4个空间，然后判断是否开辟成功，成功就对size和容量进行初始化赋值；

尾插：

void AddCapacity(SL* ps)
{
  assert(ps);
  SLTypeData* cmp = (SLTypeData*)realloc(ps->a, sizeof(SLTypeData) * (ps->capacity + 3));
  if (cmp == NULL)
  {
    perror("realloc failed");
    exit(-1);
  }
  ps->a = cmp;
  ps->capacity += 3;
}
void SLPushBack(SL* ps, SLTypeData x)
{
  //满需要扩容
  if (ps->size == ps->capacity)
  {
    AddCapacity(ps);
  }
  //开始尾插
  ps->a[ps->size] = x;
  ps->size++;
}

在这里，由于还有头插和位置插入，所以就写一个函数来进行增加容量；每次容量增加3；尾插只需要在size下标进行赋值，最后再把size++即可；

我们写一个打印函数验证一下：

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

然后在主函数中加以验证：

#include"SeqList.h"
int main()
{
  SL test;
  SLInit(&test);
  SLPushBack(&test, 1);
  SLPushBack(&test, 2);
  SLPushBack(&test, 3);
  SLPushBack(&test, 4);
  SLPushBack(&test, 5);
  SLPrint(&test);
  return 0;
}

尾删

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

验证：

int main()
{
  SL test;
  SLInit(&test);
  SLPushBack(&test, 1);
  SLPushBack(&test, 2);
  SLPushBack(&test, 3);
  SLPushBack(&test, 4);
  SLPushBack(&test, 5);
  SLPrint(&test);
  SLPopBack(&test);
  SLPrint(&test);
  return 0;
}

头插

void SLPushFront(SL* ps, SLTypeData x)
{
  assert(ps);
  //满扩容
  if (ps->size == ps->capacity)
  {
    AddCapacity(ps);
  }
  //往后移
  for (int i = ps->size; i > 0; i--)
  {
    ps->a[i] = ps->a[i-1];
  }
  //头插
  ps->a[0] = x;
  ps->size++;
}

这里要插入需要对当前数组进行挪移，给第一个元素腾出空间存储；

验证：

int main()
{
  SL test;
  SLInit(&test);
  SLPushFront(&test, 1);
  SLPushFront(&test, 2);
  SLPushFront(&test, 3);
  SLPushFront(&test, 4);
  SLPushFront(&test, 5);
  
  SLPrint(&test);
  return 0;
}

头删

void SLPopFront(SL* ps)
{
  assert(ps);
  //判断
  assert(ps->size > 0);
  //左移
  for (int i = 0; i < ps->size - 1; i++)
  {
    ps->a[i] = ps->a[i + 1];
  }
  //size减1
  ps->size--;
}

头一个元素删完之后，需要将后面元素向前移动；最后将size–;

验证：

int main()
{
  SL test;
  SLInit(&test);
  SLPushFront(&test, 1);
  SLPushFront(&test, 2);
  SLPushFront(&test, 3);
  SLPushFront(&test, 4);
  SLPushFront(&test, 5);
  SLPrint(&test);
  SLPopFront(&test);
  SLPrint(&test);
  return 0;
}

指定位置插入

//起始位置为1，例如pos=1，那么就是在下标为0的位置插入
void SLInsert(SL* ps, int pos, SLTypeData x)
{
  assert(ps);
  assert(pos > 0 && pos <= ps->size + 1); //指定pos范围
  //满扩容
  if (ps->size == ps->capacity)
  {
    AddCapacity(ps);
  }
  //位置后移
  for (int i = ps->size; i > pos - 1; i--)
  {
    ps->a[i] = ps->a[i - 1];
  }
  //插入
  ps->a[pos - 1] = x;
  ps->size++;
}

验证：

int main()
{
  SL test;
  SLInit(&test);
  SLPushFront(&test, 1);
  SLPushFront(&test, 2);
  SLPushFront(&test, 3);
  SLPushFront(&test, 4);
  SLPushFront(&test, 5);
  SLPrint(&test);
  SLInsert(&test, 3, 88);
  SLPrint(&test);
  
  return 0;
}

指定位置删除

void SLErase(SL* ps, int pos)
{
  assert(ps);
  assert(pos > 0 && pos <= ps->size);//指定pos范围
  //左移
  for (int i = pos - 1; i < ps->size-1; i++)
  {
    ps->a[i] = ps->a[i + 1];
  }
  ps->size--;
}

验证：

int main()
{
  SL test;
  SLInit(&test);
  SLPushFront(&test, 1);
  SLPushFront(&test, 2);
  SLPushFront(&test, 3);
  SLPushFront(&test, 4);
  SLPushFront(&test, 5);
  SLPrint(&test);
  SLInsert(&test, 3, 88);
  SLPrint(&test);
  SLErase(&test, 4);
  SLPrint(&test);
  
  return 0;
}

查找

查找对应的元素，如果有多个元素一样，返回的是最左边的元素；

返回的初始位置为1，例如下标为0，那么返回位置为1；

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

验证：

int main()
{
  SL test;
  SLInit(&test);
  SLPushFront(&test, 1);
  SLPushFront(&test, 2);
  SLPushFront(&test, 3);
  SLPushFront(&test, 4);
  SLPushFront(&test, 5);
  SLPrint(&test);
  int pos = SLFind(&test, 3);
  printf("3的位置是%d", pos);
  
  return 0;
}

摧毁

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

验证：

int main()
{
  SL test;
  SLInit(&test);
  SLPushFront(&test, 1);
  SLPushFront(&test, 2);
  SLPushFront(&test, 3);
  SLPushFront(&test, 4);
  SLPushFront(&test, 5);
  SLPrint(&test);
  SLDestory(&test);
  SLPrint(&test);
  
  return 0;
}

完整代码

SeqList.h

#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
//动态顺序表
typedef int SLTypeData;
typedef struct SeqList
{
  SLTypeData* a;
  int size;  //有效个数
  int capacity;  //空间大小
}SL;
void SLInit(SL* ps);//顺序表初始化
void SLDestory(SL* ps);//顺序表摧毁
void SLPushBack(SL* ps, SLTypeData x);//尾插
void SLPopBack(SL* ps);//尾删
void SLPushFront(SL* ps, SLTypeData x);//头插
void SLPopFront(SL* ps);//头删
int SLFind(SL* ps, SLTypeData x);//查找
void SLInsert(SL* ps, int pos, SLTypeData x);//插入
void SLErase(SL* ps, int pos);//删除
void SLPrint(SL* ps);//打印

SeqList.c

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include "SeqList.h"
void SLInit(SL* ps)
{
  assert(ps);
  ps->a = (SLTypeData*)malloc(sizeof(SLTypeData) * 4);
  if (ps->a == NULL)
  {
    perror("malloc failed");
    exit(-1);
  }
  ps->size = 0;
  ps->capacity = 4;
}
void SLDestory(SL* ps)
{
  free(ps->a);
  ps->a = NULL;
  ps->size = ps->capacity = 0;
}
//满扩容
void AddCapacity(SL* ps)
{
  assert(ps);
  SLTypeData* cmp = (SLTypeData*)realloc(ps->a, sizeof(SLTypeData) * (ps->capacity + 3));
  if (cmp == NULL)
  {
    perror("realloc failed");
    exit(-1);
  }
  ps->a = cmp;
  ps->capacity += 3;
}
void SLPushBack(SL* ps, SLTypeData x)
{
  //满需要扩容
  if (ps->size == ps->capacity)
  {
    AddCapacity(ps);
  }
  //开始尾插
  ps->a[ps->size] = x;
  ps->size++;
}
void SLPopBack(SL* ps)
{
  assert(ps->size > 0);
  ps->size--;
}
void SLPushFront(SL* ps, SLTypeData x)
{
  assert(ps);
  //满扩容
  if (ps->size == ps->capacity)
  {
    AddCapacity(ps);
  }
  //往后移
  for (int i = ps->size; i > 0; i--)
  {
    ps->a[i] = ps->a[i-1];
  }
  //头插
  ps->a[0] = x;
  ps->size++;
}
void SLPopFront(SL* ps)
{
  assert(ps);
  //判断
  assert(ps->size > 0);
  //左移
  for (int i = 0; i < ps->size - 1; i++)
  {
    ps->a[i] = ps->a[i + 1];
  }
  //size减1
  ps->size--;
}
int SLFind(SL* ps, SLTypeData x)
{
  assert(ps);
  for (int i = 0; i < ps->size; i++)
  {
    if (ps->a[i] == x)
    {
      return i+1;
    }
  }
  return -1;
}
void SLInsert(SL* ps, int pos, SLTypeData x)
{
  assert(ps);
  assert(pos > 0 && pos <= ps->size + 1);
  //满扩容
  if (ps->size == ps->capacity)
  {
    AddCapacity(ps);
  }
  //位置后移
  for (int i = ps->size; i > pos - 1; i--)
  {
    ps->a[i] = ps->a[i - 1];
  }
  //插入
  ps->a[pos - 1] = x;
  ps->size++;
}
void SLErase(SL* ps, int pos)
{
  assert(ps);
  assert(pos > 0 && pos <= ps->size);
  assert(pos > 0);
  //左移
  for (int i = pos - 1; i < ps->size-1; i++)
  {
    ps->a[i] = ps->a[i + 1];
  }
  ps->size--;
}
void SLPrint(SL* ps)
{
  assert(ps);
  for (int i = 0; i < ps->size; i++)
  {
    printf("%d ", ps->a[i]);
  }
  printf("\n");
}

test.c

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"SeqList.h"
int main()
{
  SL test;
  SLInit(&test);
  SLPushFront(&test, 1);
  SLPushFront(&test, 2);
  SLPushFront(&test, 3);
  SLPushFront(&test, 4);
  SLPushFront(&test, 5);
  SLPrint(&test);
  SLDestory(&test);
  SLPrint(&test);
  
  return 0;
}
文章标签：
存储
索引
关键词：
数据结构顺序表
数据结构动态顺序表
诡异森林。
目录
相关文章
悲伤小伞
|
20天前
|
存储
数据结构链表详解(不仅顺序表可以，我链表也可以)
数据结构链表详解(不仅顺序表可以，我链表也可以)
悲伤小伞
20 0
TU^
|
14天前
|
存储 索引
数据结构~~顺序表
顺序表是用一段物理地址连续的存储单元依次存储数据元素的线性结构，一般情况下采用数组存 储。在数组上完成数据的增删查改。
TU^
21 0
小李很执着
|
14天前
|
存储 缓存
[数据结构]——顺序表和链表
[数据结构]——顺序表和链表（下）：https://developer.aliyun.com/article/1515507
小李很执着
27 0
Skrrapper
|
9天前
|
存储
【数据结构】----顺序表项目-通讯录
【数据结构】----顺序表项目-通讯录
Skrrapper
4 0
Skrrapper
|
9天前
|
存储
【数据结构】线性表----顺序表详解
【数据结构】线性表----顺序表详解
Skrrapper
16 0
过。
|
9天前
|
存储
数据结构——顺序表
数据结构——顺序表
过。
15 0
Sessy
|
10天前
＜数据结构＞栈和队列. 顺序表实现栈，单链表实现队列.
＜数据结构＞栈和队列. 顺序表实现栈，单链表实现队列
Sessy
20 3
兰雪簪轩
|
10天前
|
存储 C语言
数据结构——顺序表（C语言）
数据结构——顺序表（C语言）
兰雪簪轩
15 1
wan__cheng
|
14天前
|
存储
数据结构（顺序表）
数据结构（顺序表）
wan__cheng
24 0
炫酷的伊莉娜
|
15天前
|
存储 安全
【数据结构】顺序表(SeqList)（增、删、查、改）详解
【数据结构】顺序表(SeqList)（增、删、查、改）详解
炫酷的伊莉娜
17 0