数据结构之顺序表详解(一)

简介: 今天给大家带来的是数据结构的顺序表结构,以及与其的有关功能的实现,在数据结构的这部分内容,可能有些知识点有点难以理解,在需要时小编会配合图画,让大家能够更好的理解,那么下面就让我们直接步入正题吧。

前言

今天给大家带来的是数据结构的顺序表结构,以及与其的有关功能的实现,在数据结构的这部分内容,可能有些知识点有点难以理解,在需要时小编会配合图画,让大家能够更好的理解,那么下面就让我们直接步入正题吧。


1.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。

此外顺序表分两种类型:

静态顺序表(数组大小是规定的不易于使用)

image.png

动态顺序表(按需申请)


image.png


2. 顺序表及其功能实现

2.1 准备工作

在实现顺序表时,我们首先需要创建3个文件


text.c ——测试文件,对实现功能的测试


Sqlist.c ——在此处实现增删查改等功能


Sqlist.h—— 对函数进行声明


2.2 顺序表结构的创建

#define INIT_CAPACITY 4
typedef int SLDateType;
typedef struct SeqList
{
  SLDateType* a;
  int size;
  int capacity;
}SeqList;

这里我们采用动态顺序表,这里我们利用宏定义,定义一个初始化的容量,以便于顺序表初始化的操作。


2.3 顺序表的初始化

void SeqListInit(SeqList* ps)
{
  assert(ps);//对ps指针进行断言,如果该是空指针结束程序,否则什么都不发生
  ps->size = 0;
  ps->a = (SLDateType*)malloc(sizeof(SLDateType) * INIT_CAPACITY);
  if (ps->a == NULL)
  {
  perror("malloc fail");
  return;
  }
  ps->capacity = INIT_CAPACITY;
}

初始化具体的操作是,首先将有效数据个数置为0(因为此时还无数据存储),然后就是利用malloc函数申请一块初始空间,如果申请失败,用perror函数输出失败信息,然后结束函数,最后将容量赋值初始大小。


2.4 顺序表向后插入数据

void SeqListPushBack(SeqList* ps, SLDateType x)
{
  assert(ps);
  if (ps->size == ps->capacity)
  {
  SLDateType* temp = (SLDateType)realloc(ps->a, sizeof(SLDateType) * ps->capacity * 2);
  if (temp == NULL)
  {
    perror("realloc fail");
    return;
  }
  ps->a = temp;
  ps->capacity *= 2;
  }
  ps->a[ps->size++] = x;
}


在插入数据之前,首先我们要对空间进行判断,如果空间已满,我们则需要使用realloc函数(如果对这该函数不了解,大家可以观看小编的动态内存管理一文)对该进行增容,这里我们扩大的容量是之前的两倍,大家也可以自己更改,同理增容失败的话,返回错误信息,终止程序,最后就是对该容量进行赋值到现在的值,有效数据个数+1,在前成员后添加需要添加的成员。


2.5 打印函数的实现

这里我们怎么看上面的我们实现的后插入法的是否正确呢?最直观的办法就是实现一个打印函数,方便我们具体查看。


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

打印函数实现原理比较简单,这里我们就不加以讲解,我们这里主要目的是测试后插入法的正确性,那么接下来我就对其进行测试运行一下。

void text()
{
  SeqList s;
  SeqListInit(&s);
  SeqListPushBack(&s,1);
  SeqListPushBack(&s, 2);
  SeqListPushBack(&s, 3);
  SeqListPushBack(&s, 4);
  SeqListPrint(&s);
}
int main()
{
  text();
  return 0;
}


这里我们依次向后插入1~4的数据,打印的结果如下:

image.png


2.5 顺序表从后删除数据

既然有插入那么就会有删除,这里我们就对删除函数进行实现一下

void SeqListPopBack(SeqList* ps)
{  
  assert(ps);
  assert(ps->size > 0);//对有效值个数进行判断,小于0,就退出函数
  ps->size--;
}

对于删除函数这里的操作是比较简单的,在删除前我们需要对有效值个数进行判断,个数为0,是不能删除的,那么我们就理应退出程序,否则就对有效数值减1。


这里我们对该进行测试一下:

void text()
{
  SeqList s;
  SeqListInit(&s);
  SeqListPushBack(&s,1);
  SeqListPushBack(&s, 2);
  SeqListPushBack(&s, 3);
  SeqListPushBack(&s, 4);
  SeqListPrint(&s);
  SeqListPopBack(&s);
  SeqListPopBack(&s);
  SeqListPrint(&s);
}
int main()
{
  text();
  return 0;
}


结果如下:

image.png


2.6  顺序表向前插入数据

实现了后插法这里我们实现前插法。


void SeqListPushFront(SeqList* ps, SLDateType x)
{    
  assert(ps);
  if (ps->size == ps->capacity)
  {
  SLDateType* temp = (SLDateType*)realloc(ps->a, sizeof(SLDateType) * ps->capacity * 2);
  if (temp == NULL)
  {
    perror("realloc fail");
    return;
  }
  ps->a = temp;
  ps->capacity *= 2;
  }
  int i = 0;
  for (i = ps->size; i >=0; i--)
  {
  ps->a[i + 1] = ps->a[i];
  }
  ps->a[0] = x;
  ps->size++;
}


和后插法一样进行插入时我们先进行对容量进行判断,是否进行扩容操作,由于是进行前插法,这里我们需要将之前的有效数据向后移动,移动后,对首元素赋值应该插入的值,对有效值的个数进行+1操作。


由于每次我们插入前都需要判断是否进行增容操作那么我们就可以将该部分代码进行函数封装,如下

void SLCheckCapacity(SeqList* ps)
{
  assert(ps);
  if (ps->size == ps->capacity)
  {
  SLDateType* temp = (SLDateType*)realloc(ps->a, sizeof(SLDateType) * ps->capacity * 2);
  if (temp == NULL)
  {
    perror("realloc fail");
    return;
  }
  ps->a = temp;
  ps->capacity *= 2;
  }
}


那么对于前插和后插法,我们可以简写为:


后插:

void SeqListPushBack(SeqList* ps, SLDateType x)
{
  assert(ps);
  SLCheckCapacity(ps);
  ps->a[ps->size++] = x;
}

前插:


void SeqListPushFront(SeqList* ps, SLDateType x)
{    
  assert(ps);
  SLCheckCapacity(ps);
  int i = 0;
  for (i = ps->size; i >=0; i--)
  {
  ps->a[i + 1] = ps->a[i];
  }
  ps->a[0] = x;
  ps->size++;
}

然后这里我们对前插法进行测试

void text2()
{   
  SeqList s;
  SeqListInit(&s);
  SeqListPushFront(&s, 1);
  SeqListPushFront(&s, 2);
  SeqListPushFront(&s, 3);
  SeqListPushFront(&s, 4);
  SeqListPrint(&s);
}
int main()
{
  text2();
  return 0;
}


结果如下:



image.png

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