数据结构入门之线性表
C语言的学习结束，就该入门数据结构了呦
不论在程序员的工作上，还是在学习或是考研上，数据结构都是一门非常重要且值得我们一直研究探索的学科，可以说数据结构和算法就是编程的核心。OK，接下来我们来到数据结构的入门第一步就是学习线性表，接下来由作者来详细介绍数据结构第一章线性表。
一、线性表
1、什么是线性表？
维基百科：线性表（英语：Linear List）是由n（n≥0）个数据元素（结点）a[0]，a[1]，a[2]…，a[n-1]组成的有限序列。
你可以理解为零个或多个数据元素的有限序列。
线性表的数据集合为{a1,a2,…,an}，其中，除第一个元素a1外，每一个元素有且只有一个直接前驱元素，除了最后一个元素an外，每一个元素有且只有一个直接后继元素。数据元素之间的关系是一对一的关系。
在较复杂的线性表中，一个数据元素可以由若干个数据项组成。
2、线性表的存储结构
线性表的可按照顺序存储结构形成顺序表，或者按照链式结构形成链式表。
这里我们先介绍顺序表
二、顺序表
1、 顺序表基本概念
定义：用一组地址连续的存储单元依次存储线性表的数据元素，这种存储结构的线性表称为顺序表。
特征：逻辑上相邻的数据元素，物理次序也是相邻的。
优缺点：
①随机访问：只要确定好了存储线性表的起始位置，线性表中任一数据元素都可以随机存取（数据读写所需的时间与存储位置无关）。在O(1)的时间内找到第 i 个元素。代码上以数组 (序号读取地址) 的方式实现。
②存储密度高：每个节点只存储数据元素。
③静态拓展容量不方便，动态拓展容量易造成空间浪费。
④插入、删除数据不方便，需要移动大量数据。
2、静态顺序表结构体定义
#define N 100 typedef int SeqDataType; typedef struct Seqlist { SeqDataType a[N];//定值数组 int size;//表示数组中存储了多少个数据 }SeqList;
静态特点：如果满了就不让插入
缺点:给多少空间不确定 给小了不够用，给大了浪费
一般不推荐，在现实中运用少，但适合初学者练习顺序表的建立
3、动态顺序表结构体定义
typedef int SeqDataType; typedef struct SeqList { SeqDataType* a;//指向动态开辟的数组指针 int size; // 有效数据的个数 int capacity; // 容量 }SeqList;
动态特点：将静态的定值数组改为了可以接收动态开辟内存地址的指针，且增加了一个变量capacity表示容量。
我们这里使用动态顺序表结构体来定义接口函数
三、顺序表接口实现
1、头文件的结构体建立和接口函数声明
typedef int SeqDataType; typedef struct SeqList { SeqDataType* a; int size; int capacity; }SeqList; void SeqListInit(SeqList* pq);//初始化 void SeqListCheckCapacity(SeqList* ps);//检查扩容 void SeqListPushBack(SeqList* pq, SeqDataType x);//尾插 void SeqListPushFront(SeqList* pq, SeqDataType x);//头插 void SeqListPopBack(SeqList* pq);//尾删 void SeqListPopFront(SeqList* pq);//头删 int SeqListFind(SeqList* pq, SeqDataType x);//查找 void SeqListInsert(SeqList* pq, int pos, SeqDataType x);//任意位置插入 void SeqListErase(SeqList* pq, int pos);//任意位置删除 void SeqListModify(SeqList* pq, int pos, SeqDataType x);//修改 void SeqListPrint(SeqList* pq);//打印 void SeqListDestory(SeqList* pq);//销毁
2、接口函数代码实现
A、初始化接口函数
void SeqListInit(SeqList* pq) { assert(pq); pq->a = NULL; pq->size = pq->capacity = 0; }
初始化即将指针置空，长度容量初始化为0。
B、检查扩容接口函数
void SeqCheckCapacity(SeqList* pq) { // 满了，需要增容 if (pq->size == pq->capacity) { int newcapacity = pq->capacity == 0 ? 4 : pq->capacity * 2; SeqDataType* newA = realloc(pq->a, sizeof(SeqDataType)*newcapacity); if (newA == NULL) { printf("realloc fail\n"); exit(-1); } pq->a = newA; pq->capacity = newcapacity; } }
在这里作者用了一个三目操作符判定空间如果为空则增加4个整形空间，若满则以2倍增容，这样不容易造成空间浪费，当然，随着数组长度越来越大，你会发现浪费依然存在且越来越大，实际上这也就是我们在前面提到的线性表的缺点，这是不可避免的，在后面我们学到的链表就很好的弥补了这个缺陷。
C、尾部插入接口函数
void SeqListPushBack(SeqList* pq, SeqDataType x) { assert(pq); SeqCheckCapacity(pq); pq->a[pq->size] = x; pq->size++; }
尾插在顺序表中是最好实现的，直接增加一位插入即可。
