用C语言实现一个顺序表（上）_c语言顺序表的创建-优快云博客

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用C语言实现一个顺序表（上）

一、准备工作

1.何为顺序表？

顺序表是一种存储数据的方式，是用一段物理地址连续的存储单元依次存储数据的线性结构。我们知道，数组是存储于一个连续空间且具有相同数据类型的元素的集合，因此，我们通常在顺序表中使用数组进行数据的存储。通过对数组的一些操作，完成数据的增、删、查、改等等。

2.实现一个顺序表，我们需要些什么？

（1）数组

经过刚才的分析，数组是不可或缺的了，那么，该给数组开多大的空间呢？有一种叫作静态顺序表，在使用之前开辟好一块固定的空间，但前提是你得知道要存多少个数据。否则开多了浪费空间，开少了又不够使用，它不够灵活。因此，我们往往采用动态顺序表：通过动态内存开辟的方式，让数组的容量跟着需求来。

（2）size和capacity

capacity:表示当前数组能够存多少个数据，指的是数组的容量。（注意：这里的容量不是指数组有多少个字节的空间，而是能够存储数据的个数，因此，我们可以有这样的公式：数组空间的大小（单位：字节）=数组所存储的单个数据大小 * capacity）
size：表示当前数组已经存了多少个数据。

当 size =capacity 时，我们就该对数组扩容了。

（3）使用一个结构体

我们现在有了一个数组，size（整型）和capacity（浮点型）。它们虽然数据类型不同，但却紧密联系，共同实现一个顺序表，因此，我们可以将他们放入一个结构体中（如图）。
顺序表的结构体

二、顺序表的实现（代码+分析）

1.顺序表的初始化

结构体SeqList告诉我们实现顺序表需要的一些内容，但是它只是一张图纸，就像房屋的设计图一样，告诉我们哪里是客厅，哪里是厨房，却不能实实在在地住进去。因此，我们需要对顺序表进行初始化（代码如下）。

void SeqListInit(SeqList* ps)
{
	assert(ps);
	ps->a = (DataType*)malloc(sizeof(DataType) * 4);//先开辟4个数据的空间    
	if (ps->a == NULL)//基本操作，检查动态内存开辟是否成功
	{
		perror("malloc fail");
		return;
	}
	ps->size = 0;//初始化，还未存入数据，size为0
	ps->capacity = 4;//表示初始化后能存4个数据
}
int main()
{
	SeqList s;
	SeqListInit(&s);

	return 0;
}

void SeqListInit(SeqList* ps)是初始化函数，我们发现这里传的是结构体的指针，而不是结构体本身。为什么呢，因为形参只是实参的一份临时拷贝，出了函数的作用域后就销毁了，形参在函数里再怎么变化对实参都没有什么影响，想要改变实参，应当传它的地址。一个经典的例子就是写一个交换a，b值的函数时，传地址才有效，道理是一样的。

2.顺序表的销毁

顺序表的销毁比较简单，代码如下：

void SeqListDestroy(SeqList* ps)
{
	assert(ps);
	free(ps->a);//释放动态开辟的空间
	ps->a = NULL;	
	ps->size = 0;//存储的有效数据没有了
	ps->capacity = 0;//数组的容量也归零
}

3.顺序表的遍历

对顺序表的遍历其实就是对数组的遍历，往往采用一个循环即可。循环的起始就是数组下标为零的地方，而数组现有数据量为size，那么我们也能够轻松地知道循环的终止条件，代码如下：

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

4.顺序表的扩容

动态顺序表的关键特点就是在容量不够时能够进行扩容。
什么时候开始扩容？size和capacity相等时；括多大的空间？根据自己的需求，比如可以两倍扩容；扩容用什么函数？使用realloc函数进行空间大小调整，代码如下：

void CheckCapacity(SeqList* ps)
{
	assert(ps);
	if (ps->size == ps->capacity)
	{
		DataType* tmp = (DataType*)realloc(ps->a, sizeof(DataType) * ps->capacity * 2);
		if (tmp == NULL)
		{
			perror("realloc fail");
			return;
		}
		ps->a = tmp;//tmp指向的是调整后内存的起始地址
		ps->capacity *= 2;//这里采用的是两倍扩容
	}
}

5.数序表数据的尾部插入（尾插）

顺序表的尾插，其实就是在数组的末尾插入数据，我们只要找到数组最后一个数据的下标即可。这里需要注意的是，在插入数据之前，应当检查一下数组的空间是否足够，之前的扩容函数就派上了用场，代码如下：

void SeqListPushBack(SeqList* ps,DataType x)
{
	assert(ps);
	CheckCapacity(ps);//检查是否需要扩容
	ps->a[ps->size] = x;//插入数据
	ps->size++;//有效数据+1
}

6.顺序表的尾部数据删除（尾删）

顺序表的尾删也相对简单，不过在尾删之前要判断一下顺序表里是否还有数据，代码如下：

void SeqListPopBack(SeqList* ps)
{
	if (ps->size == 0)//检查是否存在有效数据
		return;
	else
		ps->size--;//遍历的时候就不会遍历到最后一个元素了
}

7.运行测试

测试代码如下：

int main()
{
	SeqList s;
	SeqListInit(&s);//初始化

	SeqListPushBack(&s, 1);//尾插数据
	SeqListPushBack(&s, 2);
	SeqListPushBack(&s, 3);
	SeqListPushBack(&s, 4);
	SeqListPushBack(&s, 5);

	SeqListPrint(&s);//打印

	SeqListPopBack(&s);
	SeqListPopBack(&s);//连续尾删两次
	SeqListPrint(&s);

	SeqListPopBack(&s);//尾删一次
	SeqListPrint(&s);

	SeqListPopBack(&s);//尾删一次
	SeqListPrint(&s);

	SeqListPopBack(&s);//尾删一次
	
	SeqListPrint(&s);//打印

	SeqListDestroy(&s);//销毁

	return 0;
}