顺序表的静态存储

本文介绍了一种基于数组实现的顺序表数据结构,并详细展示了其基本操作如增删查改及排序算法的具体实现,包括冒泡排序、选择排序和插入排序等。

顺序表:用一段地址连续的存储单元依次存储数据元素的线性结构。

test.h

#pragma once 
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>

#define MAX_SIZE 10
typedef int DataType;

typedef struct Seqlist
{
	DataType array[MAX_SIZE]; //存储数据的数组
	size_t size;             //存储数据的个数
}SeqList;

void Init(SeqList *seq);
void Destory(SeqList *seq);
void Print(SeqList *seq); //效率
//增删查改
void PushBack(SeqList *seq, DataType x);
void PopBack(SeqList *seq);
void PushFront(SeqList *seq, DataType x);
void PopFront(SeqList *seq);
//任意位置插入删除
void Insert(SeqList *seq, size_t pos, DataType x);
void Remove(SeqList *seq, DataType x);
void Erase(SeqList *seq, size_t pos);
int Find(SeqList *seq, DataType x);  //查找数据对应的下标
void RemoveAll(SeqList *seq, DataType x);
//排序算法
void BubbleSort(SeqList *seq);
void SelectSort(SeqList *seq);
void InsertSort(SeqList *seq);
size_t BinarySearch(SeqList *seq, DataType x);



test.cpp

#include "test.h"


void Init(SeqList *seq)
{
	assert(seq);
	memset(seq->array,0,sizeof(DataType)*MAX_SIZE);
	seq->size = 0;
}

void Destory(SeqList *seq)
{
	assert(seq);
	memset(seq->array, 0, sizeof(DataType)*MAX_SIZE);
	seq->size = 0;
}

void PushBack(SeqList *seq, DataType x)
{
	assert(seq);
	if (seq->size >= MAX_SIZE) //size是下一个元素待插入的下标,也是数组内含元素个数  
	{
		printf("list is full\n");
		return;
	}
	seq->array[seq->size] = x;
	seq->size++;
}

void PopBack(SeqList *seq)
{
	assert(seq);
	if (seq->size == 0)
	{
		printf("list is empty\n");
		return;
	}
	seq->size--;
}

void PushFront(SeqList *seq, DataType x)
{
	assert(seq);
	if (seq->size >= MAX_SIZE)
	{
		printf("list is full\n");
		return;
	}
	seq->size++;
	for (int i = seq->size; i > 0;i--)
	{
		seq->array[i] = seq->array[i-1];
	}
	seq->array[0] = x;
}

void PopFront(SeqList *seq)
{
	assert(seq);
	if (seq->size == 0)
	{
		printf("list is empty");
		return;
	}
	for (size_t i = 0; i < seq->size; i++)
	{
		seq->array[i] = seq->array[i + 1];
	}
	seq->size--;
}


void Print(SeqList *seq)
{
	for (size_t i = 0; i < seq->size; i++)
	{
		printf("%d ", seq->array[i]);
	}
	printf("\n");
}

void Insert(SeqList *seq, size_t pos, DataType x)
{
	assert(seq);
	if (seq->size >= MAX_SIZE)
	{
		printf("list is full\n");
		return;
	}
	if (pos < 0 || pos >seq->size)
	{
		printf("pos illegal input\n");
		return;
	}
	seq->size++;      //得画图
	for (size_t i = seq->size; i > pos; i--)
	{
		seq->array[i] = seq->array[i - 1];
	}
	seq->array[pos] = x;
}

void Remove(SeqList *seq, DataType x)
{
	assert(seq);
	if (seq->size == 0)
	{
		printf("list is empty\n");
		return;
	}
	int i = Find(seq, x);
	if (x, -1)
	{
		Erase(seq, i);
	}
	
}

void Erase(SeqList *seq, size_t pos)
{
	assert(seq);
	if (pos < 0 || pos >seq->size)
	{
		printf("illegal input\n");
		return;
	}
	for (size_t i = pos; i < seq->size; i++)
	{
		seq->array[i] = seq->array[i + 1];
	}
	--seq->size;
}

int Find(SeqList *seq, DataType x)
{
	assert(seq); //assert不能输入什么
	for (size_t i = 0; i <= seq->size; i++)
	{
		if (seq->array[i] == x)
		{
			return i;
		}
	}
	return -1;
}

//void RemoveAll(SeqList *seq, DataType x)
//{
//	int del = Find(seq, x);
//	while (del != -1)
//	{
//		Erase(seq, del);
//		del = Find(seq, x);
//	}
//	return;
//}

void RemoveAll(SeqList *seq, DataType x)
{
	assert(seq);
	size_t i = 0, j = 0;
	for (; i <= seq->size; i++)
	{
		if (seq->array[i] != x)
		{
			seq->array[j] = seq->array[i];
			j++;
		}
	}
	seq->size -= i - j;
}

void swap(int *a, int *b)
{
	int tmp = *a;
	*a = *b;
	*b = tmp;
}


void BubbleSort(SeqList *seq)   //原理
{
	for (unsigned i = 0; i < seq->size; i++)
	{
		for (unsigned j = 0; j < (seq->size - i -1); j++)  
		{
			if (seq->array[j] >= seq->array[j + 1])
			{
				swap(&seq->array[j], &seq->array[j + 1]);
			}
		}
	}
}

void SelectSort(SeqList *seq)  //一次选 最大 最小
{
	assert(seq);
	size_t begin = 0, end = seq->size-1;   //size->6
	size_t min_index, max_index;
	while (begin < end)
	{
		min_index = max_index = begin;
		for (size_t i = begin; i <= end; ++i)
		{
			if (seq->array[i] >seq->array[max_index])
				max_index = i;
			if (seq->array[i] <seq->array[min_index])
				min_index = i;
		}
		swap(&seq->array[begin], &seq->array[min_index]);
		if (begin == max_index)     
		{
			max_index = min_index;
		}
		begin++;
		swap(&seq->array[end], &seq->array[max_index]);
		end--;
	}
}
void InsertSort(SeqList *seq)
{
	for (size_t i = 1; i < seq->size; ++i)
	{
		for (int j = i; j > 0; j--)
		{
			if (seq->array[j] < seq->array[j-1])
			{
				swap(&seq->array[j], &seq->array[j - 1]);
			}
		}
	}
}
size_t BinarySearch(SeqList *seq,DataType x)
{
	int start = 0;
	int end = seq->size - 1;
	int mid;
	while (start < end)
	{
		mid = (start + end) / 2;
		if (seq->array[mid] < x)
		{
			start = mid+1;
		}
		else if(seq->array[mid] > x)
		{
			end = mid-1;
		}
		else
			return mid;
	}
	return -1;
}
main.cpp
#include "test.h"


void Test1()
{
	SeqList s;
	Init(&s);
	PushFront(&s, 8);
	//PushFront(&s, 5);
	//PushFront(&s, 4);
	//PushFront(&s, 7);
	//PushFront(&s, 2);
	//PushFront(&s, 8);

	Print(&s);
	Insert(&s, 0, 10);
	Print(&s);
	//PushFront(&s, 10);
	//PopFront(&s);
	//Insert(&s, 2, 10);
	//Insert(&s, 6, 20);
	//Erase(&s, 3);
    //RemoveAll(&s, 2);
	//SelectSort(&s);
	//InsertSort(&s);
	//BubbleSort(&s);
	//Print(&s);
	//printf("%d\n", BinarySearch(&s, 5));
	//printf("%d\n", BinarySearch(&s, 8));
	//printf("%d\n", BinarySearch(&s, 8));

	//Destory(&s);
}


int main()
{
	Test1();
	return 0;
}

//void Test2()
//{
//	FILE *fp1 = fopen("aaa.txt", "r");
//	FILE *fp2 = fopen("bbb.txt", "w");
//	char c = getc(fp1);
//	while (fp1 != EOF)
//}



### 静态存储顺序表的C++实现 #### 定义静态数组作为底层容器 为了构建一个基于静态存储顺序表,在定义类时可以使用固定大小的数组来保存元素。这种方式下,数组的最大容量是在编译期就已知并固定的。 ```cpp #define MAX_SIZE 100 // 假设最大长度为100 class SeqList { private: int data[MAX_SIZE]; // 使用静态数组存储列表项 int length; // 当前实际拥有的有效元素数量 public: SeqList() : length(0) {} // 构造函数初始化为空表 bool IsFull(); // 判断是否满载 void Insert(int index, int value); // 插入新元素 void Remove(int index); // 删除指定位置上的元素 }; ``` #### 添加成员方法用于管理顺序表状态 上述代码片段展示了`SeqList`类的基本框架[^1]。下面继续补充几个重要的接口以便于对顺序表执行常见的增删查改操作: - **判断顺序表是否已经满了** 当尝试向顺序表中添加新的项目之前,应该先确认当前是否有足够的空间容纳新增加的内容。这可以通过比较现有条目的数目(`length`)与预设的最大尺寸(`MAX_SIZE`)来进行验证。 ```cpp bool SeqList::IsFull(){ return this->length >= MAX_SIZE; } ``` - **在特定索引处插入数值** 此功能允许用户指定想要放置的新项目的具体位置,并相应调整后续各项的位置以腾出所需的空间。需要注意的是,在调用该函数前应当确保传入的有效参数范围合理合法。 ```cpp void SeqList::Insert(int index, int value){ if (index < 0 || index > this->length || IsFull()){ std::cout << "Invalid operation!" << std::endl; return ; } for (int i=this->length;i>index;i--){ this->data[i]=this->data[i-1]; } this->data[index]=value; ++this->length; } ``` - **移除位于给定索引处的元素** 同样地,这里实现了从序列中去除某个选定位置上存在的对象的功能。它会把紧跟在其后的所有其他成分向前移动一位填补空缺。 ```cpp void SeqList::Remove(int index){ if(index<0||index>=this->length){ std::cout<<"Index out of bounds."<<std::endl; return; }else{ for(int i=index;i<this->length-1;++i){ this->data[i]=this->data[i+1]; } --this->length; } } ``` 这些基础的操作构成了处理静态分配内存下的线性表的核心机制[^2]。通过这样的设计模式,可以在程序启动之初便预留好必要的资源供之后频繁访问之需;然而缺点在于一旦设定好了上限就不能轻易改变,因此对于那些事先难以估计规模的应用场景来说可能不够灵活。
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