数据结构：线性表之-顺序表-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了数据结构：线性表之-顺序表。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

1.线性表概念

1.1 什么是顺序列表

1.2 线性表

2.顺序表实现

将有以下功能：

详细过程

顺序表的动态存储

顺序表初始化

尾插

扩容

头插

更改后的尾插

尾删

头删

打印

释放内存

优化顺序表 (任意位置插入删除)

优化后的头插尾插

优化后的头删尾删

查找和删除

进行装饰(菜单)

成品

SeqList.h

SeqList.c

Test.c:

1.线性表概念

1.1 什么是顺序列表

顺序列表（Sequential List）是一种使用连续的内存空间存储元素的线性数据结构。顺序列表中的元素按照其在内存中的物理顺序依次排列，同时通过索引来访问元素。

顺序列表可以使用数组来实现，数组的下标就是元素的索引。由于数组具有随机访问的特性，即可以通过索引直接访问元素，因此顺序列表在查找指定位置的元素时具有较高的效率。

顺序列表的特点包括：

连续的内存空间：顺序列表中的元素在内存中是连续存储的，这样可以通过索引进行快速访问，提高了访问效率。
固定大小：顺序列表的大小在创建时就确定，一旦分配了固定大小的内存空间，就无法自动扩展或缩小。需要预估元素的个数，以避免空间浪费或溢出。
随机访问效率高：由于顺序列表基于数组实现，并支持随机访问，可以在O(1)的时间复杂度内获取指定位置的元素值。
插入和删除的效率较低：当需要在顺序列表的中间位置插入或删除元素时，需要移动部分元素，导致时间复杂度为O(n)。因此，在有频繁的插入和删除操作时，顺序列表的效率可能较低。

需要注意的是，顺序列表适用于元素个数固定且随机访问较为频繁的场景。当需要频繁进行插入和删除操作，或者元素个数不确定时，可以考虑其他数据结构，如链表。

1.2 线性表

线性表（linear list）是n个具有相同特性的数据元素的有限序列。线性表是一种在实际中广泛使
用的数据结构，常见的线性表：顺序表、链表、栈、队列、字符串…
线性表在逻辑上是线性结构，也就说是连续的一条直线。但是在物理结构上并不一定是连续的，
线性表在物理上存储时，通常以数组和链式结构的形式存储。

2.顺序表实现

将有以下功能：

// 顺序表的动态存储
typedef struct SeqList

// 基本增删查改接口  
// 顺序表初始化  
void SeqListInit(SeqList* psl);  
// 顺序表销毁  
void SeqListDestory(SeqList* psl);  
// 顺序表打印  
void SeqListPrint(SeqList* psl);  
// 检查空间，如果满了，进行增容  
void CheckCapacity(SeqList* psl);  
// 顺序表尾插  
void SeqListPushBack(SeqList* psl, SLDataType x);  
// 顺序表尾删  
void SeqListPopBack(SeqList* psl);  
// 顺序表头插  
void SeqListPushFront(SeqList* psl, SLDataType x);  
// 顺序表头删  
void SeqListPopFront(SeqList* psl);  
// 顺序表查找  
int SeqListFind(SeqList* psl, SLDataType x);  
// 顺序表在pos位置插入x  
void SeqListInsert(SeqList* psl, size_t pos, SLDataType x);  
// 顺序表删除pos位置的值  
void SeqListErase(SeqList* psl, size_t pos);

详细过程

定义三个文件：
头文件 SeqList.h
函数的实现SeqList.c
代码的测试 Test.c

顺序表的动态存储

//SeLqist.h
#define N 200
typedef int SLDataType;

//静态顺序表 -- N太小，可能不够用 N太大，可能浪费空间
//struct SeqList
//{
//	SLDataType a[N];
//	int size;
//	int capa;
//};

//动态顺序表
typedef struct SeqList
{
	SLDataType* a;// 指向数组的指针
	int size;	  // 数据个数
	int capacity;//  容量-空间大小
}SL;

顺序表初始化

//SeqList.c
void SLInit(SL* ps)
{
	ps->a = NULL;
	ps->size =ps->capacity= 0;
}

尾插

void SLPushBack(SL* ps, SLDataType x)
{
	//检查容量空间，满了扩容
	if (ps->capacity == ps->size)
	{
		int newCapacity = 0;
		if (ps->capacity == 0)
			newCapacity = ps->capacity = 4;
		else
			newCapacity = ps->capacity * 2;
		SLDataType* tmp = (SLDataType*)realloc(ps->a, newCapacity * sizeof(SLDataType));
		if (tmp == NULL)
		{
			printf("realloc fail\n");
			//exit(-1);
		}
		ps->a = tmp;
		ps->capacity = newCapacity;
	}
	ps->a[ps->size] = x;
	ps->size++;
}

扩容

//动态增容
void SLCheckCapacity(SL* ps)
{
   //检查容量空间，满了扩容
   if (ps->capacity == ps->size)
   {
   	int newCapacity = 0;
   	if (ps->capacity == 0)
   		newCapacity = ps->capacity = 4;
   	else
   		newCapacity = ps->capacity * 2;
   	SLDataType* tmp = (SLDataType*)realloc(ps->a, newCapacity * sizeof(SLDataType));
   	if (tmp == NULL)
   	{
   		printf("realloc fail\n");
   		//exit(-1);
   	}
   	ps->a = tmp;
   	ps->capacity = newCapacity;
   }
}

头插

因为多处要进行数据扩容，故将数据扩容单独用写为一个函数

void SLPushBack(SL* ps, SLDataType x)
{
	SLCheckCapacity(ps);
	ps->a[ps->size] = x;
	ps->size++;
}

更改后的尾插

//尾插
void SLPushBack(SL* ps, SLDataType x)
{
	SLCheckCapacity(ps);
	ps->a[ps->size] = x;
	ps->size++;
}

尾删

void SLPopBack(SL* ps)
{
	//尾部要删除的数字无需重新定义数字，意义不大
	//只需将 size-- 即可(要防止越界)
	assert(ps->size>0);//防止空了还继续删除
	ps->size--;
}

头删

//头删
void SLPopFront(SL* ps)
{
	assert(ps->size > 0);
	int begin = 1;
	while (begin<ps->size)
	{
		ps->a[begin - 1] = ps->a[begin];
		++begin;
	}
	ps->size--;
}

打印

//打印
void SLPrint(SL* ps)
{
	assert(ps!=NULL);

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

释放内存

//释放内存
void SLDestory(SL* ps)
{
	assert(ps != NULL);

	if (ps->a)
	{
		free(ps->a);
		ps->a = NULL;
		ps->capacity = ps->size = 0;
	}
}

优化顺序表 (任意位置插入删除)

增加顺序表功能：在中间部分插入/删除数字，也可简化头尾插删代的码量

//任意位置插入 （插入数据都要防止越界）
void SLInsert(SL* ps, int pos, SLDataType x)
{
	assert(ps);
	assert(pos >= 0 && pos < ps->size);

	SLCheckCapacity(ps);

	int end = ps->size - 1;
	while (end>=pos)
	{
		ps->a[end + 1] = ps->a[end];
		--end;
	}
	ps->a[pos] = x;
	ps->size++;
}

//任意位置删除
void SLErase(SL* ps, int pos)
{
	assert(pos >= 0 && pos < ps->size);
	
	int begin = pos;
	while (begin<ps->size)
	{
		ps->a[begin] = ps->a[begin + 1];
		++begin;
	}
	ps->size--;
}

既然已经做到在任意位置可以插入代码，则可以对之前写的代码进行简化：