4*接口函数的详细讲解
4.1初始化结构体
记住结构体中,有三个结构成员,a是用来指向堆区数组的指针、size是用来表示数组里有多少个数据、capacity是用来表示数组能存储的数据个数。
下面我们就不再写结构体是什么了,就是写接口函数,这样才不会占用太多的篇幅。
//初始化结构体 void SeqListInit(SL* ps) { ps->a = NULL; ps->size = ps->capacity = 0; } int main() { SL s1; SeqListInit(&s1) }
看到下面这个图,相信不是很理解指针和结构的读者都可以尝试理解。
4.2尾插
void SeqListPushBack(SL* ps, SLDataType x) { //检查容量 if(ps->size == ps->capacity) { //为了防止初始化capacity为0,每次乘二也为0,所以判断capacity是否为0,为零先赋值成4。 int newcapacity = ps->capacity == 0 ? 4: capacity*2; //注意是SLDataType*,返回这块空间的首元素地址,是SLDataType类型。 SLDataType* tmp = (SLDataType*)realloc(ps->a, newcapacity*sizeof(SLDataType)); //判断realloc成不成功,不成功realloc返回NULL if(tmp == NULL) { printf(realloc 失败\n); //系统函数exit,执行到exit整个程序直接结束,-1是一个错误码而已。 exit(-1); } //将新空间的地址交给a管理 ps->a = tmp; //更新capacity的容量 ps->capacity = newcapacity; } //尾部加元素,size是数组最后一个数据下一个位置的下标 ps->a[ps->size] = x; size++; }
尾插其实不难的:大家看看下面的图吧
需要额外关注的一点是:每次插入数据,数据个数增加,我们需要考虑size会不会等于capacity,一旦等于就扩容,我们前面的检查容量就是做这个事情。
4.3打印数据
既然通过尾插插入了一些数据,我们需要看一看有没有成功,把数组里的内容打印出来看看。
void SeqListPrint(SL* ps) { for(int i = 0; i < ps->size; i++) { printf("%d ", ps->a[i]); } printf("\n"); }
打印也很简单~,用VS编译器测试一下出来看吧!
4.4用完后销毁创建的堆空间
void SeqListDestory(SL* ps) { free(ps->a); ps->a = NULL; //可以连续赋值 ps->size = ps->capacity = 0; }
补充:如果一个堆区空间没有被释放,那么将会引起内存泄漏,导致程序的内存空间越来越少,因为没有释放的堆区空间既不能被我们使用(指向该处的指针已被销毁),操作系统也没法回收。所以,只要动态开辟了空间的,最后要释放掉。
4.5 尾删
void SeqListPopBack(SL* ps) { //不动于声的方式,当size不符合条件是,不执行就是了, //assert是只要有触碰的倾向,直接报错,可以看下面另一种方式的解释。 if(ps->size > 0) { ps->size--; } }
尾删的时候,让size--就可以了。因为size是标识着顺序表的有效数据个数的,当size减一的时候,顺序表的最后一个数据就不再是有效数据了,顺序表访问不到了。
当没有数据的时候,size不要继续往后减了,因为这样size表示的就是数组外的下标了,此时很容易造成非法访问的错误,所以加上size>0的限制条件。比如当size为1的时候,尾删1个,此时,size符合条件进入if并成功将size减成了0,再次调用的时候,不符合条件,防止将size减减。
下面是另一种方式:
#include <assert.h> void SeqListPopBcak(SL* ps) { //断言,如果条件为真则相安无事,如果条件为假,直接挂断程序,并报出错误。 assert(ps->size > 0); ps->size--; }
4.6头插
在数组的第一个位置插入一个元素,为了实现这个做法,我们需要把原先所有的数据往后挪一个位置。
不管是头插还是尾插,只要是插入,就得保证插入数据后不会超出容量,也就是在头插实现部分也要使用检查容量的代码,因此我们可以把检查容量的代码封装成一个函数,调用就可以了。
接下来看到头插的实现部分:
void SeqListPushFront(SL* ps, SLDataType x) { SeqListCheckCapacity(ps);//检查容量的接口函数 int end = ps->size-1; while(end>=0) { ps->a[end+1] = ps->a[end]; end--; } ps->a[0] = x; ps->size++; } //用for循环实现移动数据 int end = ps->size-1; for(int i = end; i >= 0; i--) { ps->a[i+1] = ps->[i]; } ps->a[0] = x; ps->size++;
将检查容量,决定需不需要扩容的代码块分装成函数,很方便。
4.7头删
头删其实就是将第一个数据后的所有元素向前移动一个数据位置。
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--; } //用for循环实现移动数据 int begin = 1; for(int i = begin; i < ps->size; i++) { ps->a[i-1] = ps->a[i]; } ps->size--; //也可以是 int begin = 0; for(int i = begin; i < ps->size-1; i++) { ps->a[i] = ps->a[i+1]; }
4.8查找
查找是在数组里查找到一个数据,找到了返回数据的下标,找不到返回-1。
int SeqList(SL* ps, SLDataType x) { for(int i = 0; i < ps->size; i++) { if(ps->a[i] == x) { return i; } } return -1; }
4.9任意位置插入
对于任意位置插入,有一定的插入范围限制;一个是不能插入到超过size下标的地方,可以等于。插入在以size为下标的地方,这相当与尾插;另一个是不能在小于0的下标处插入数据;
void SeqListInsert(SL* ps, int pos, SLDataType x)//pos是要插入的下标 { //温柔的方式 /* if(pos > ps->size || pos < 0) { printf("下标pos不能插入数据\n"); return; } */ //暴力的方式 assert(pos <= ps->size && pos>=0); SeqListCheckCapacity(ps); int end = ps->size-1; //包括要插入的位置的数据也给往后挪,也就是end=pos进入循环 while(end>=pos) { ps->a[end+1] = ps->a[end]; --end; } ps->a[pos] = x; ps->size++; } //使用for循环挪动数据 int end = ps->size-1; for(int i = end; i >= pos; i--) { ps->a[i+1] = ps->a[i]; }
如果想在某个数据位置上插入一个新的数据,我们可以使用SeqListFind计算出相应的下标,带进任意插入的接口函数中就可以了。
改变其它的函数:
改变头插
既然我们现在已经实现了可以再任意位置插入,那头插就是任意插入的一个特殊情况,我们可以直接锁定插入的位置pos为0,调用函数SeqListInsert(&s1, 0, 数据);尾插也一样;
void SeqListPushFront(SL* ps, SLDataType x) { //一句代码搞定头插 SeqListInsert(ps, 0, x);
尾插如下:
void SeqListPushBack(SL* ps, SLDataType x) { SeqListInsert(ps, ps->size, x); }
4.10任意位置删除
任意删除的位置的范围限制是:pos的位置不能小于下标0、pos的位置不能大于size。这里不像插入数据一样可以等于size,因为size为下标处没有数据。
void SeqListErase(SL* ps, int pos) { assert(ps->size > 0);//保证有数字可以删除 assert(pos >= 0 && pos < ps->size); int begin = pos + 1; while(begin < ps->size) { ps->a[begin-1] = ps->a[begin]; ++begin; } ps->size--; } //用for循环移动数据 int begin = pos; for(int i = begin; i < ps->size-1; i++) { ps->a[i] = ps->a[i+1]; } ps->size--
同上:学完任意位置删除元素,我们可以对头删和尾删给改一下,它们都是是任意位置删除的特殊情况。
头删:
void SeqListPopFront(SL* ps) { SeqListEras(ps, 0); }
尾删:
void SeqListPopBack(SL* ps) { SeqLisErase(ps, ps->size-1); }
尾部删除就是最后一个数据,下标自然是size-1啦。
好啦,到这里,顺序表的内容就讲完啦,更新不易,求波点赞吧~
结语:希望读者读完能有所收获!对数据结构有进一步的认识!✔
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