· 线性表及线性表详解

寒笙LED

于 2024-07-07 18:37:00 发布

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文章标签：数据结构算法

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/learn_c_and/article/details/140249789

1.线性表的介绍

1.1线性表

线性表是数据结构中的一个基本概念，它是一种线性序列的数据集合，其中元素之间存在一对一的关系。换句话说，除了第一个和最后一个元素之外，每个元素都有一个前驱和一个后继。线性表可以用顺序存储或链式存储的方式实现。

该图为一个学校的学生健康情况统计，就是一个线性表。

1.2顺序存储

顺序存顺序存储的线性表，也称为顺序表，是通过数组实现的。在这种存储方式中，元素按照它们在表中的逻辑顺序连续地存储在内存中。这意味着可以通过下标直接访问任何元素，具有随机访问的特点。顺序表的主要优点是访问速度快，但缺点是在插入和删除操作时可能需要移动大量的元素。

线性表的操作
线性表常见的操作包括：
1.初始化：创建一个空的线性表。
2.插入：在线性表的指定位置添加一个新的元素。
3.删除：从线性表中移除指定位置的元素。
线性表的应用非常广泛，例如在计算机科学中，它们常用于实现栈、队列、哈希表等更复杂的数据结构。理解线性表的概念和操作对于学习数据结构和算法至关重要。

2.代码展示

2.1静态顺序表

//静态顺序表
#define N 100
typedef int SLDataType;
struct SeqList
{
    SLDataType a[100];
    SLDataType size;
};

2.2动态顺序表

//动态顺序表
#define N 100
typedef int SLDataType;
typedef struct SeqList
{
	SLDataType* arr;
	int capacity;
	int size;
}SL;

2.3顺序表的初始化和销毁

//.h头文件
void SLInit(SL* ps);
void SLDestory(SL* ps);

//初始化
void SLInit(SL* ps)
{
	ps->arr = NULL;
	ps->capacity = ps->size = 0;
}
//销毁
void SLDestory(SL* ps)
{
	free(ps->arr);
	ps->arr = NULL;
	ps->size = ps->capacity = 0;
}

2.4打印顺序表

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

2.5顺序表的头部插入和尾部插入

//检查并扩容
void SLCheckCapacity(SL*ps)
{
	if (ps->size == ps->capacity)
		{
			int newCapacity = ps->capacity = 0 ? 4 : 2 * ps->capacity;
			//申请空间
			SLDataType* tmp = (SLDataType*)realloc(ps->arr, newCapacity * sizeof(SLDataType));
			if (tmp == NULL)
			{
				perror("realloc fail!");
				exit(1);
			}
			//扩容成功
			ps->arr = tmp;
			ps->capacity = newCapacity;
		}

}
//尾部插入
void SLPushBack(SL* ps, SLDataType x)
{
	//断言，粗暴地断言方式
	assert(ps != NULL);
	//判断是否扩容
	SLCheckCapacity(ps);


	//空间足够，直接插入
	ps->arr[ps->size++] = x;
}
//头部插入
void SLPushFront(SL* ps, SLDataType x)
{
	assert(ps);
	//判断是否扩容
	SLCheckCapacity(ps);
	//空间够之后，旧数字往后挪
	for (int i = ps->size; i > 0; i--)
	{
		ps->arr[i] = ps->arr[i - 1];
	}
	ps->arr[0] = x;
	ps->size++;
}

2.6顺序表的头部删除和尾部删除

//顺序表尾部删除
void SLPopBack(SL* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->size);

	//顺序表不为空
	ps->arr[ps->size--];
}
顺序表头部删除

void SLPopFront(SL* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->size);
	for (int i = 0; i <ps->size-1; i++)
	{
		ps->arr[i] = ps->arr[i + 1];
	}
	ps->size--;
}

2.7指定位置插入删除数据

//指定位置插入数据
void SLInsert(SL* ps, int pos, SLDataType x)
{
	assert(ps);
	assert(pos >= 0 && pos <= ps->size);
	SLCheckCapacity(ps);
	for (int i=ps->size;i>pos;i--)
	{
		ps->arr[i] = ps->arr[i - 1];
	}
	ps->arr[pos] = x;
	ps->size++;
}
//指定位置删除数据
void SLErase(SL* ps, int pos)
{
	assert(ps);
	assert(pos >= 0 && pos <= ps->size);
	//pos以后的数据挪动一位
	for (int i = pos; i < ps->size; i++)
	{
		ps->arr[i] = ps->arr[i + 1];
	}
	ps->size--;
}

3.全代码展示

头文件

#pragma once
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
//静态顺序表
//#define N 100
//typedef int SLDataType;
//struct SeqList
//{
//	SLDataType a[100];
//	SLDataType size;
//};

//动态顺序表
#define N 100
typedef int SLDataType;
typedef struct SeqList
{
	SLDataType* arr;
	int capacity;
	int size;
}SL;

//顺序表的初始化和销毁
void SLInit(SL* ps);
void SLDestory(SL* ps);
//打印顺序表
void SLPrintf(SL* ps);//保持接口一致性

//顺序表的头部插入和尾部插入
void SLPushBack(SL* ps ,SLDataType x);
void SLPushFront(SL* ps ,SLDataType x);
//顺序表的头部删除和尾部删除
void SLPopBack(SL* ps);
void SLPopFront(SL* ps);
//指定位置插入数据
void SLInsert(SL* ps, int pos, SLDataType x);
//指定位置删除数据
void SLErase(SL* ps, int pos);

源代码

#include "SeqList.h"
//初始化
void SLInit(SL* ps)
{
	ps->arr = NULL;
	ps->capacity = ps->size = 0;
}
//检查并扩容
void SLCheckCapacity(SL*ps)
{
	if (ps->size == ps->capacity)
		{
			int newCapacity = ps->capacity = 0 ? 4 : 2 * ps->capacity;
			//申请空间
			SLDataType* tmp = (SLDataType*)realloc(ps->arr, newCapacity * sizeof(SLDataType));
			if (tmp == NULL)
			{
				perror("realloc fail!");
				exit(1);
			}
			//扩容成功
			ps->arr = tmp;
			ps->capacity = newCapacity;
		}

}
//尾部插入
void SLPushBack(SL* ps, SLDataType x)
{
	//断言，粗暴地断言方式
	assert(ps != NULL);
	//判断是否扩容
	SLCheckCapacity(ps);


	//空间足够，直接插入
	ps->arr[ps->size++] = x;
}
//头部插入
void SLPushFront(SL* ps, SLDataType x)
{
	assert(ps);
	//判断是否扩容
	SLCheckCapacity(ps);
	//空间够之后，旧数字往后挪
	for (int i = ps->size; i > 0; i--)
	{
		ps->arr[i] = ps->arr[i - 1];
	}
	ps->arr[0] = x;
	ps->size++;
}
//顺序表尾部删除
void SLPopBack(SL* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->size);

	//顺序表不为空
	ps->arr[ps->size--];
}
顺序表头部删除

void SLPopFront(SL* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->size);
	for (int i = 0; i <ps->size-1; i++)
	{
		ps->arr[i] = ps->arr[i + 1];
	}
	ps->size--;
}
//打印
void SLPrintf(SL* ps)
{
	for (int i = 0; i < ps->size; i++)
	{
		printf("%d ", ps->arr[i]);
	}
	printf("\n");
}
//指定位置插入数据
void SLInsert(SL* ps, int pos, SLDataType x)
{
	assert(ps);
	assert(pos >= 0 && pos <= ps->size);
	SLCheckCapacity(ps);
	for (int i=ps->size;i>pos;i--)
	{
		ps->arr[i] = ps->arr[i - 1];
	}
	ps->arr[pos] = x;
	ps->size++;
}
//指定位置删除数据
void SLErase(SL* ps, int pos)
{
	assert(ps);
	assert(pos >= 0 && pos <= ps->size);
	//pos以后的数据挪动一位
	for (int i = pos; i < ps->size; i++)
	{
		ps->arr[i] = ps->arr[i + 1];
	}
	ps->size--;
}
//销毁
void SLDestory(SL* ps)
{
	free(ps->arr);
	ps->arr = ps->capacity = 0;
}

测试代码

#include "SeqList.h"
void slTest01()
{
	SL sl;
	SLInit(&sl);
	//测试尾插
	SLPushBack(&sl, 1);
	SLPushBack(&sl, 2);
	SLPushBack(&sl, 3);
	SLPushBack(&sl, 4);
	SLPrintf(&sl);
	//测试头插
	SLPushFront(&sl, 5);
	SLPushFront(&sl, 6);
	SLPushFront(&sl, 7);
	SLPrintf(&sl);
	//测试尾删
	SLPopBack(&sl);
	SLPopBack(&sl);
	SLPopBack(&sl);
	SLPrintf(&sl);
	SLPopFront(&sl);
	SLPrintf(&sl);
	//测试指定位置插入
	SLInsert(&sl, 0, 100);
	SLPrintf(&sl);
	//测试指定位置删除
	SLErase(&sl, 1);
	SLErase(&sl, sl.size-1);
	SLPrintf(&sl);
}
int main()
{
	slTest01();
	return 0;
}