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【数据结构】C语言实现顺序表（超级详细）

青葱年少 • • IT • 阅读 92

目录

概念及结构

顺序表作为线性表的一种，它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。

顺序表一般分为：

1、静态顺序表——使用定长数组进行存储元素。

#define N 100
//顺序表的静态存储
typedef int SLDatatype;
typedef struct SeqList
{
	SLDataType Data[N]; //定长数组
	int size;           //有效数据个数
}SeqList;

这种存储方式在存储数据时比较有局限性，当数据存储量非常小的时候，数组长度太长，会造成空间的浪费；当数据存储量非常大的时候，数组空间可能会不够，但是这种存储方式不能进行扩容。所以在实现顺序表时，我们通常使用的是动态顺序表。这样能够提高我们的空间利用率。

2、动态顺序表——使用动态开辟的数组进行存储元素。

//顺序表的动态存储
typedef int SLDatatype;
typedef struct SeqList
{
	SLDataType* Data; //定长数组
	int size;         //有效数据个数
	int capacity;     //空间容量的大小
}SeqList;

接口函数实现

顺序表的初始化

//初始化链表
void SLInit(SeqList* ps)
{
	assert(ps);   //判空，如果传入的空指针，后面对它进行解引用就会报错
	ps->data = NULL; //将data初始化为空指针
	ps->capacity = ps->size = 0;
}

现在顺序表的初始化完成了，接下来就是顺序表的增删查改了。

在实现顺序表增加元素的函数功能前，首先我们先实现一个检查顺序表是否已经存满。如果已经存满了，那么我们就需要对它进行扩容。

容量判断

//容量判断
void Check_Capacity(SeqList* ps)
{
	assert(ps);
	if (ps->capacity == ps->size) //判断顺序表中有效数据个数是否已经达到容量大小
	{
		int new_capacity = ps->capacity == 0 ? 4 : (ps->capacity) * 2;
        //如果容量为0的话，此时就是第一次向顺序表中添加元素，capacity就设为4
        //如果容量不为0，此时就是有效数据个数达到容量，就进行扩容，新容量设置为原容量的2倍
		SLDataType* tmp = (SLDataType*)realloc(ps->data, new_capacity * sizeof(SLDataType));
		if (tmp == NULL)  //如果扩容失败，就终止程序。
		{
			perror("ralloc fail");
			exit(-1);
		}
		ps->data = tmp;
		ps->capacity = new_capacity;
	}
}

这里扩容使用的是realloc函数，当我们进行第一次插入的时候，ps->data指针还是空指针，这时我们也可以使用realloc，realloc函数在使用的时候，如果传入的指针是空指针，它的作用就与malloc相同。 

 顺序表尾插

//顺序表尾插
void SL_PushBack(SL* ps, SLDataType x)
{
	assert(ps);
	Check_Capacity(ps);
	ps->data[ps->size] = x;
	ps->size++;
}

 顺序表尾删

//顺序表尾删
void SL_PopBack(SL* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->size > 0); //如果顺序表中已经没有元素，那么就不用进行删除，所以
                          //这里需要检查顺序表中是否还有元素。
	ps->size--;
}

 无论是尾删还是头删，都要对顺序表进行检查表中是否还有元素。

顺序表头插

//顺序表头插
void SL_PushFront(SL* ps, SLDataType x)
{
	assert(ps);
	Check_Capacity(ps); //检查容量
    //将所有数据向后移动一位
	for (int i = ps->size - 1; i >= 0; i--)
	{
		ps->data[i + 1] = ps->data[i];
	}
	ps->data[0] = x;
	ps->size++;
}

头插时不仅要对容量进行检查，同时，我们也要将数据向后移动一位再进行插入操作，不然会造成数据丢失。

顺序表头删

//顺序表头删
void SL_PopFront(SL* ps)
{
	assert(ps);
    //如果顺序表中只有一个数据，那么直接将数据个数-1
    //如果对数据进行挪动，会造成越界
	if (ps->size == 1)
	{
		ps->size--;
		return;
	}
    如果数据个数不为1，就将数据中第2个到最后一个都往前移动一位
	for (int i = 1; i < ps->size; i++)
	{
		ps->data[i - 1] = ps->data[i];
	}
	ps->size--;
}

顺序表查找

//顺序表查找
int SL_Find(SeqList* ps, SLDataType x)
{
	assert(ps);
	for (int i = 0; i < ps->size; i++)
	{
		if (ps->data[i] == x)
		{
            //找到就返回下标
			return i;
		}
	}
    //找不到就返回-1
	return -1;
}

顺序表指定位置插入

//顺序表指定位置插入
void SL_Insert(SeqList* ps, int pos, SLDataType x)
{
	assert(ps);
    //判定pos是否合法
	assert(pos <= ps->size);
	assert(pos >= 0);
	Check_Capacity(ps); //检查容量是否够用
    //将pos位置后的元素全部都向后移动一位
	for (int i = ps->size-1; i >= pos; i--)
	{
		ps->data[i + 1] = ps->data[i];
	}
	ps->data[pos] = x;
	ps->size++;
}

顺序表指定位置删除

//顺序表指定位置删除
void SL_Erase(SeqList* ps, int pos)
{
	assert(ps);
    //检查pos位置是否合法
	assert(pos >= 0);
	assert(pos < ps->size);
    //将pos位置后面的元素全都向前移动一位
	for (int i = pos; i < ps->size; i++)
	{
		ps->data[i] = ps->data[i + 1];
	}
	ps->size--;
}

有了顺序表指定位置的插入和删除后，我们就可以对尾插尾删、头插头删进行改写：

//尾插
void SL_PushBack(SeqList* ps, SLDataType x)
{
	SL_Insert(ps, ps->size, x);
}

//尾删
void SL_PopBack(SeqList* ps)
{
	SL_Erase(ps, ps->size - 1);
}
//头插
void SL_PushFront(SeqList* ps, SLDataType x)
{
	SL_Insert(ps, 0, x);
}
//头删
void SL_PopFront(SeqList* ps)
{
	SL_Erase(ps,0);
}

打印顺序表

//打印顺序表
void SLPrint(SeqList* ps)
{
	assert(ps);
	for (int i = 0; i < ps->size; i++)
	{
		printf("%d ", ps->data[i]);
	}
	printf("\n");
}

销毁顺序表

//销毁顺序表
void SL_Destroy(SeqList* ps)
{
	assert(ps);
	free(ps->data);
	ps->data = NULL;
	ps->capacity = ps->size = 0;
}

顺序表完整代码

SeqList.h

#pragma once
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>

typedef int SLDataType;
typedef struct SeqList
{
	SLDataType* data;
	int size;
	int capacity;
}SeqList;

//初始化顺序表
void SLInit(SeqList* ps);

//删除顺序表
void SL_Destroy(SeqList* ps);

//打印顺序表
void SLPrint(SeqList* ps);

//检查容量
void Check_Capacity(SeqList* ps);

//尾插尾删
void SL_PushBack(SeqList* ps,SLDataType x);
void SL_PopBack(SeqList* ps);

//头插头删
void SL_PushFront(SeqList* ps, SLDataType x);
void SL_PopFront(SeqList* ps);

//顺序表查找
int SL_Find(SeqList* ps, SLDataType x);

//顺序表指定位置插入
void SL_Insert(SeqList* ps, int pos, SLDataType x);

//顺序表指定位置删除
void SL_Erase(SeqList* ps, int pos);

SeqList.c

#include "SeqList.h"

void SLInit(SeqList* ps)
{
	assert(ps);  
	ps->data = NULL; 
	ps->capacity = ps->size = 0;
}

void SL_Destroy(SeqList* ps)
{
	assert(ps);
	free(ps->data);
	ps->data = NULL;
	ps->capacity = ps->size = 0;
}

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

void Check_Capacity(SeqList* ps)
{
	assert(ps);
	if (ps->capacity == ps->size) 
	{
		int new_capacity = ps->capacity == 0 ? 4 : (ps->capacity) * 2;
		SLDataType* tmp = (SLDataType*)realloc(ps->data, new_capacity * sizeof(SLDataType));
		if (tmp == NULL)
		{
			perror("ralloc fail");
			exit(-1);
		}
		ps->data = tmp;
		ps->capacity = new_capacity;
	}
}

void SL_PushBack(SeqList* ps, SLDataType x)
{
	//assert(ps);
	//Check_Capacity(ps);
	//ps->a[ps->size] = x;
	//ps->size++;
	SL_Insert(ps, ps->size, x);
}

void SL_PopBack(SeqList* ps)
{
	//assert(ps);
	//assert(ps->size > 0);
	//ps->size--;
	SL_Erase(ps, ps->size - 1);
}

void SL_PushFront(SeqList* ps, SLDataType x)
{
	//assert(ps);
	//Check_Capacity(ps);
	//for (int i = ps->size - 1; i >= 0; i--)
	//{
	//	ps->a[i + 1] = ps->a[i];
	//}
	//ps->a[0] = x;
	//ps->size++;
	SL_Insert(ps, 0, x);
}

void SL_PopFront(SeqList* ps)
{
	//assert(ps);
	//if (ps->size == 1)
	//{
	//	ps->size--;
	//	return;
	//}
	//for (int i = 1; i < ps->size; i++)
	//{
	//	ps->data[i - 1] = ps->data[i];
	//}
	//ps->size--;
	SL_Erase(ps,0);
}

int SL_Find(SeqList* ps, SLDataType x)
{
	assert(ps);
	for (int i = 0; i < ps->size; i++)
	{
		if (ps->data[i] == x)
		{
			return i;
		}
	}
	return -1;
}

void SL_Insert(SeqList* ps, int pos, SLDataType x)
{
	assert(ps);
	assert(pos <= ps->size);
	assert(pos >= 0);
	Check_Capacity(ps);
	for (int i = ps->size-1; i >= pos; i--)
	{
		ps->data[i + 1] = ps->data[i];
	}
	ps->data[pos] = x;
	ps->size++;
}

void SL_Erase(SeqList* ps, int pos)
{
	assert(ps);
	assert(pos >= 0);
	assert(pos < ps->size);
	for (int i = pos; i < ps->size; i++)
	{
		ps->data[i] = ps->data[i + 1];
	}
	ps->size--;
}

以上就是顺序表相关实现的全部内容了，希望能够帮到大家。

版权声明：本文为博主作者：攒六便士ing原创文章，版权归属原作者，如果侵权，请联系我们删除！

原文链接：https://blog.csdn.net/m0_74459723/article/details/128512663

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