数据结构基础详解(C语言) 顺序表:顺序表静态分配和动态分配增删改查基本操作的基本介绍及c语言代码实现

简介: 本文介绍了顺序表的定义及其在C/C++中的实现方法。顺序表通过连续存储空间实现线性表,使逻辑上相邻的元素在物理位置上也相邻。文章详细描述了静态分配与动态分配两种方式下的顺序表定义、初始化、插入、删除、查找等基本操作,并提供了具体代码示例。静态分配方式下顺序表的长度固定,而动态分配则可根据需求调整大小。此外,还总结了顺序表的优点,如随机访问效率高、存储密度大,以及缺点,如扩展不便和插入删除操作成本高等特点。

1.顺序表的定义

顺序表--用顺序存储的方式实现线性表,把逻辑上相邻的元素存储在物理位置上也相邻的存储单元中.

2.顺序表的实现--静态分配

2.1 顺序表的定义

#define MaxSize 10
typedef struct {
   
    int data[MaxSize];
    int length;
}SqList;

int main()
{
   
    SqList L;
}

2.2 顺序表的初始化

  • 初始化顺序表传入顺序表的地址
  • 通过循环把全部数据元素置为初始值(0)
  • 设置顺序表初始长度为0

下面演示由C语言实现

void InitList(SqList &L)
{
   
    for(int i=0;i<MaxSize;i++)
    {
   
        L.data[i]=0;
    }
    L.length=0;
}

int main()
{
   
    SqList L;
    InitList(L);
}

2.3 顺序表的插入

在第i个元素后插入元素值为e的元素

  • 把原先的第i个元素及之后的元素向后移动一位
  • 更新第i个元素(即下标为i-1)为新的元素值
  • 表的长度+1
void ListInsert(SqList &L,int i,int e){
   
    for(int j=L.length;j>=i;j--)
    {
   
        L.data[j]=L.data[j-1];
    }
    L.data[i-1]=e;
    L.length++;
}

int main()
{
   
    SqList L;
    InitList(L);
    ListInsert(L,3,3);
}

加上一些范围判断,让插入操作更严谨(用bool类型)

  • 判断i的范围是否有效,不能小于1,也不能插入最后一个元素的下下一个
  • 储存空间也不能满,才能插入
bool ListInsert(SqList &L,int i,int e){
   
    if(i<1||i>L.length+1)
        return false;
    if(L.length+1>MaxSize)
        return false;

    for(int j=L.length;j>=i;j--)
    {
   
        L.data[j]=L.data[j-1];
    }
    L.data[i-1]=e;
    L.length++;

    return true;
}

2.4 顺序表的删除

删除第i个元素

  • 将第i+1个元素及之后的元素前移一位,把删除的元素覆盖掉
  • 注意删除元素的值用引用e带回来
bool ListDelete(SqList &L,int i,int &e){
   
    if(i<1||i>L.length+1)
        return false;

    e=L.data[i-1];
    for(int j=i;j<L.length;j++)
    {
   
        L.data[j-1]=L.data[j];
    }

    L.length--;

    return true;
}

int e=-1; //用来接收删除的值 
    if (ListDelete(L,3,e))
        printf("已删除第3个元素,删除元素值为=%d\n" , e);
    else
        printf( "位序i不合法,删除失败\n" );

2.5 顺序表的按值查找和按位查找

  • 按位查找:找第几个元素
  • 按值查找,从头到尾循环一遍

按位查找

int GetElem(SqList L,int i){
   
return L.data[i-1];
}

按值查找

int LocateElem(SqList L,int e)
{
   
    for(int i=0;i<L.length;i++)
    {
   
        if(L.data[i]==e)
        {
   
            return i+1;  //下标是i,是第i+1个元素 
        }
    }
    return 0;
}

3.顺序表的实现--动态分配

MaxSize通过输入动态的调整
注意:在王道中动态存储顺序表写的SeqList,我这里统一写成SqList

3.1 顺序表的定义

动态分配内存使用指针指向数据

#define InitSize 10
typedef struct {
   
    int *data;
    int MaxSize;
    int length;
}SqList;

3.2 顺序表的初始化

void InitList(SqList &L)
{
   
    L.data=(int *)malloc(InitSize*sizeof(int));
    L.length=0;
    L.MaxSize=InitSize;    
}

int main()
{
   
    SqList L;
    InitList(L);
}

3.3 增加动态数组的长度

值得说明的,重新分配一个动态空间,原先那个动态空间不会消失,但是如果不记住它的地址,会找不到它.所以增加动态数组的长度,我们采取的方法是,用一个指针变量记住原先data动态数组的位置,重新分配一个新的增大的内存空间,然后将原先的数据复制到新的空间里,再释放掉原先的空间.

void IncreaseSize(SqList &L,int len)  //len是增加的长度 
{
   
    int *p=L.data;
    L.data=(int *)malloc((L.MaxSize+len)*sizeof(int));
    for(int i=0;i<L.length;i++)
    {
   
        L.data[i]=p[i];
    }
    L.MaxSize=L.MaxSize+len;
    free(p);  //释放原先的空间
}
int main()
{
   
    SqList L;
    InitList(L);
    IncreaseSize(L,10);
}

3.4 删除插入按位查找按值查找操作

和静态数组基本上一致

4.顺序表的特点

  • 随机访问,即可以在O(1)时间内找到第i个元素
  • 存储密度高,每个节点只存储数据元素
  • 拓展容量不方便(即使采用动态分配的方式实现,拓展长度复杂度也比较高
  • 插入和删除操作不方便,需要移动大量元素
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