数据结构 : 顺序表详解

顺序表

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前言

首先在了解顺序表之前我们要知道线性表的概念:
零个或多个数据元素的有限序列
**示例:我们所熟悉的十二星座列表就是线性表,首先线性表是一个序列,其数据元素之间是有顺序的;

线性表（linearlist）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，常⻅的线性表：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。

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一、顺序表的概念

线性表的顺序存储结构,指的是用一段物理地址连续的存储单元依次存储线性表的数据元素.
⼀般情况下采⽤数组存储.
顺序表的底层结构是数组，对数组的封装，实现了常⽤的增删改查等接⼝.

二、顺序表

1.顺序存储定义

顺序表也分静态顺序表和动态顺序表
本篇文章用的数据类型是结构体型

#define N 10
typedef int SLDataType;//定义数据类型为 int

//静态顺序表
struct SeqList
{
   
	SLDataType arr[N];//定长数组
	int size;//有效数据个数
}SL;

1. 静态顺序表需要确定数据的大小
   这个大小不太好控制,容易造成空间浪费或者空间大小不够用
2. 所以我们要引用动态顺序表
   动态顺序表的好处是先定义数据,不需要预先给定空间大小,后面根据需求realloc

//动态顺序表
typedef struct SeqList
{
   
	SLDataType* arr;
	SLDataType  size;//有效数据个数
	SLDataType capacity;//空间容量
}SL;

这里用typedef将结构体类型struct SeqList重命名为叫SL,方便后面调用
SLDataType为顺序表中的数据类型,这个数据类型在本文中为int
size为顺序表的实际长度

2.顺序表的初始化

.
初始化时这里只是开辟了一个空间并置为空指针
把结构体中的数据全初始化为0;

//顺序表的创建
void SLInit(SL* ps)//形参
{
   
	ps->arr = NULL;
	ps->size = ps->capacity = 0;
}

3.顺序表的插入

插入算法的思路:

1. 如果插入位置不合理,error;
2. 如果顺序表的长度大于等于数组的长度,则error或动态扩容;
3. 从最后一个元素开始向前遍历到第 x 个位置,分别将他们都向后移动一个位置;
4. 将要插入的数据元素插入到位置 x 处;
5. 表长 + 1;
   

在指定位置插入

void SLInsert(SL* ps, int pos, SLDataType X)
{
   
	assert(ps);
	//前=:头插
	//后=:尾插
	assert(pos >= 0 && pos <= ps->size);
	//插入数据,空间够不够;
	CheckSLCapacity(ps);
	//让pos及以后的数据整体往后挪动一位
	for (int i = ps->size; i > pos; i--)
	{
   
		ps->arr[i] = ps->arr[i - 1];
	}
	ps->arr[pos] = X;
	ps->size++;
}

测试一下

在插入之前也要先判断空间容量够不够,不够的话要申请空间
我们在里把这个代码单独封装成一个函数

void CheckSLCapacity(SL* ps)
{
   
	//空间够不够,申请空间
	if (ps->size == ps->capacity)
	{
   
		//空间不够,增加空间 
		//连续的位置(顺序表的长度)足够直接增容 
		//连续的位置不够:那就realloc 
		//1)找到新的连续的空间
		//2)拷贝旧的数据
		//3)释放旧空间
		//void* realloc(void* ptr, size_t size)(size代表的是字节)
		int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity * 2;
		SLDataType* tmp = (SLDataType*)realloc(ps->arr, newCapacity * sizeof(SLDataType));
		if (tmp == NULL)
		{
   
			perror("realloc fail");
			exit(1);//退出程序
		}
		//空间申请成功
		ps->arr = tmp;
		ps->capacity = newCapacity;
	}
}

尾插(SLPushBack)

尾插就是判断空间够不够,够的话直接插入,不够的话先扩容再插入;
尾插的话就不用考虑在指定的位置插入数据后,把后面的元素依次先后移动一位
尾插的时间复杂度为 O(1)

//尾插
void SLPushBack(SL* ps, SLDataType X)
{
   
	assert(ps!= NULL);//ps不能为空指针,不能对NULL解引用
	CheckSLCapacity(ps);
	//ps->arr[ps->size] = X;
	//++ps = size;
	ps->arr[ps->size++] = X;
}