【数据结构】【版本1.0】【线性时代】——顺序初现-阿里云开发者社区

引言

数据结构世界的起源——顺序表（Sequential List）

在世界创造之初，顺序的力量首先降临，它让这个数据结构世界有了顺序的方式运作。顺序的力量拥有一种本源神通——空间随机访问

一、最基础的数据结构：数组

【思考】有了数组，为什么还要学习其他的数据结构？

假定数组有10个空间，已经使用了5个，向数组中插入数据步骤：

求数组的长度，求数组的 有效数据个数 ，向下标为数据有效个数的位置插入数据（注意：这里是否要判断数组是否满了，满了还能继续插入吗）.....

假设数据量非常庞大，频繁的获取数组有效数据个数会影响程序执行效率。

结论：最基础的数据结构能够提供的操作已经不能完全满足复杂算法实现。

二、顺序表与数组的区别

顺序表的底层结构是数组，对数组的封装，实现了常用的增删改查等接口

三、静态顺序表

这里使用typedef定义数据类型，使得后续方便改动；同时缩减结构体名称，方便书写

静态顺序表缺陷：空间给少了不够⽤，给多了造成空间浪费

四、动态顺序表

4.1 定义

顺序表的各种功能，都是通过函数来实现的

4.2 初始化

这里注意，函数参数是传结构体指针，这样才能在函数内部对顺序表进行各种解引用操作

对于动态顺序表，初始化则用malloc函数动态开辟内存空间；存储个数为0，容量初始置为4

4.3 销毁

销毁的实现就比较容易了，对于用free函数将动态开辟的空间进行释放，并将指针置为NULL ；再将存储个数和容量置为0

4.4 尾插

在顺序表尾部插入数据

根据当前已有的元素个数，对数组进行下标访问并赋值，size自增

普通写法

合并写法

但是，我们会发现一个问题，如果尾插时，数组满了怎么办？那么，我们就需要扩容，定义一个函数专门来检测容量，如果容量满了，则进行扩容

我们使用realloc函数动态开辟空间进行扩容，而扩容的大小则为原来容量的2倍（这样比较合理，扩容多了浪费空间，扩容少了空间又不够）

4.5 打印

对顺序表进行了操作，总得打印出来看看吧~

for循环遍历数组，打印对应下标的元素

运行结果

4.6 头插

与尾插相同，先检测容量，再用循环将数组中每个元素向后挪动一格，最后在头部插入数据，size自增

4.7 尾删

尾部删除的实现，就直接让size自减，使得不再能够访问尾部数据。尾删时要注意使用断言assert，保证size大于零，不会造成越界访问

4.8 头删

与尾删相同，使用断言assert，再用循环将数组中每个元素向前挪动一格，覆盖头部数据，实现头部删除，size自减

提醒：对于各种判断条件不清楚，请一定要画图！！！

4.9 指定插入

输入指定位置的下标，用循环将pos往后的所有数据向后挪动一格 ，再于指定位置插入数据，size自增；同样，断言assert保证pos不会越界

有些人有可能会疑惑，为什么不判断是否为头插和尾插呢？答案是，因为我们可以运用这个应用更广的指定插入，来实现头插和尾插，以此增强函数的复用性

尾插

头插

4.10 指定删除

输入指定位置的下标，用循环将pos往后的所有数据向前挪动一格 ，以此覆盖pos位置的数据，达到指定删除的目的；同样，断言assert保证pos不会越界（此处与指定插入比少了一个等号，仔细思考一下为什么？）

与指定插入相同，延续函数的复用性，实现头删和尾删

头删

尾删

4.11 查找

for循环遍历数组，找到返回下标，找不到返回-1

4.12 修改

同样，只要有pos就用断言assert，再直接通过下标访问数组进行修改

在后续调试过程中发现，对于psl指针，如果有人误传了NULL，则会导致程序崩溃，所以最好在每个函数前断言assert，保证psl指针的有效性

这样我们就完成了顺序表的增删查改等功能的实现

五、顺序表oj题

仅仅了解顺序表的知识是不够的，让我们来刷刷题吧！

27.移除元素（LeetCode）-CSDN博客

26.删除有序数组中的重复项（LeetCode）-CSDN博客

88.合并两个有序数组（LeetCode）-CSDN博客

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源代码

seqlist.h

#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
 
//静态顺序表
//#define N 10
//typedef int SLDataType;
//
//typedef struct SeqList
//{
//  SLDataType a[N];
//  int size;
//}SL;
 
 
//动态顺序表
typedef int SLDataType;
 
typedef struct SeqList
{
  SLDataType* a;
  int size;//存储的有效数据的个数
  int capacity;//容量
}SL;
 
//初始化
void SLInit(SL* psl);
//销毁
void SLDestroy(SL* psl);
//打印
void SLPrint(SL* psl);
 
 
//尾插
void SLPushBack(SL* psl, SLDataType x);
//头插
void SLPushFront(SL* psl, SLDataType x);
//尾删
void SLPopBack(SL* psl);
//头删
void SLPopFront(SL* psl);
 
//指定插入
void SLInsert(SL* psl, int pos, SLDataType x);
//指定删除
void SLErase(SL* psl, int pos);
 
//查找
int SLFind(SL* psl, SLDataType x);
//修改
void SLModify(SL* psl, int pos, SLDataType x);

seqlist.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"seqlist.h"
 
void SLInit(SL* psl)
{
  assert(psl);
  psl->a = (SLDataType*)malloc(sizeof(SLDataType) * 4);
  if (psl->a == NULL)
  {
    perror("malloc fail");
    return;
  }
  psl->size = 0;
  psl->capacity = 4;
}
 
void SLDestroy(SL* psl)
{
  assert(psl);
  free(psl->a);
  psl->a = NULL;
  psl->size = 0;
  psl->capacity = 0;
}
 
void SLPrint(SL* psl)
{
  assert(psl);
  int i = 0;
  for (i = 0; i < psl->size; i++)
  {
    printf("%d ", psl->a[i]);
  }
}
 
static void CheckCapacity(SL* psl)
{
  assert(psl);
  if (psl->size == psl->capacity)
  {
    SLDataType* tmp = (SLDataType*)realloc(psl->a, sizeof(SLDataType) * psl->capacity * 2);
    if (tmp == NULL)
    {
      perror("realloc fail");
      return;
    }
    psl->a = tmp;
    psl->capacity *= 2;
  }
}
 
void SLPushBack(SL* psl, SLDataType x)
{
  assert(psl);
  //CheckCapacity(psl);
  //psl->a[psl->size++] = x;
  SLInsert(psl, psl->size, x);
}
 
void SLPushFront(SL* psl, SLDataType x)
{
  assert(psl);
  //CheckCapacity(psl);
  //int end = psl->size - 1;
  //while (end >= 0)
  //{
  //  psl->a[end + 1] = psl->a[end];
  //  end--;
  //}
  //psl->a[0] = x;
  //psl->size++;
  SLInsert(psl, 0, x);
}
 
void SLPopBack(SL* psl)
{
  assert(psl);
  //assert(psl->size > 0);
  //psl->size--;
  SLErase(psl, psl->size - 1);
}
 
void SLPopFront(SL* psl)
{
  assert(psl);
  //assert(psl->size > 0);
  //int start = 0;
  //while (start < psl->size - 1)
  //{
  //  psl->a[start] = psl->a[start + 1];
  //  start++;
  //}
  //psl->size--;
  SLErase(psl, 0);
}
 
void SLInsert(SL* psl, int pos, SLDataType x)
{
  assert(psl);
  assert(pos >= 0 && pos <= psl->size);
  CheckCapacity(psl);
  int end = psl->size - 1;
  while (end >= pos)
  {
    psl->a[end + 1] = psl->a[end];
    end--;
  }
  psl->a[pos] = x;
  psl->size++;
}
 
void SLErase(SL* psl, int pos)
{
  assert(psl);
  assert(pos >= 0 && pos < psl->size);
  int start = pos + 1;
  while (start < psl->size)
  {
    psl->a[start - 1] = psl->a[start];
    start++;
  }
  psl->size--;
}
 
int SLFind(SL* psl, SLDataType x)
{
  assert(psl);
  int i = 0;
  for (i = 0; i < psl->size; i++)
  {
    if (psl->a[i] == x)
    {
      return i;
    }
  }
  return -1;
}
 
void SLModify(SL* psl, int pos, SLDataType x)
{
  assert(psl);
 
  assert(pos >= 0 && pos < psl->size);
  psl->a[pos] = x;
}

test.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"seqlist.h"
 
void TestSeqList1()
{
  SL s;
  SLInit(&s);
 
  SLPushBack(&s, 1);
  SLPushBack(&s, 2);
  SLPushBack(&s, 3);
  SLPushBack(&s, 4);
 
  SLPushFront(&s, 5);
  SLPushFront(&s, 6);
  SLPushFront(&s, 8);
  SLPushFront(&s, 9);
  SLPrint(&s);
 
  SLDestroy(&s);
}
 
void TestSeqList2()
{
  SL s;
  SLInit(&s);
 
  SLPushBack(&s, 1);
  SLPushBack(&s, 2);
  SLPushBack(&s, 3);
  SLPushBack(&s, 4);
 
  SLPushFront(&s, 5);
  SLPopBack(&s);
  SLPushFront(&s, 8);
  SLPopBack(&s);
  SLPrint(&s);
 
  SLDestroy(&s);
}
 
int main()
{
  TestSeqList2();
  return 0;
}

【数据结构】【版本1.0】【线性时代】——顺序初现

引言