数据结构--顺序表

文章讲述了C语言中静态顺序表的局限性以及动态顺序表的实用性和操作方法,包括尾插、头插、扩容与删除,以及内存管理函数如realloc的使用。

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静态顺序表

// 静态顺序表 -- 不太实用
// N小了不够用,N大了可能浪费
#define N  10000
  typedef struct shunxubiao
typedef int SLDataType;
typedef struct SeqList
{
	SLDataType a[N];
	int size; // 记录存储多少个有效数据
}SL;

// STL命名
//void SeqListInit(SL s);

void SLInit(SL s);
void SLPushBack(SL s, SLDataType x);

这种静态顺序表不是很实用,因为无法准确获知数据存储的准确数据而可能导致浪费。

在实际应用中,动态顺序表更加实用。

typedef int SLDataType;
typedef struct SeqList
{
	SLDataType* a;
	int size;       // 记录存储多少个有效数据
	int capacity;   // 空间容量大小 
}SL;


void SLPrint(SL* ps);
void SLInit(SL* ps);
void SLDestroy(SL* ps);

// 尾插尾删
void SLPushBack(SL* ps, SLDataType x);
void SLPopBack(SL* ps);

因为形参是实参的拷贝,所以用指针传参。

其中的尾插函数涉及到动态内存分布:

void SLPushBack(SL* ps, SLDataType x)
{
	assert(ps);

	// 扩容
	if (ps->size == ps->capacity)
	{
		int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity * 2;
		SLDataType* tmp = (SLDataType*)realloc(ps->a, newCapacity*sizeof(SLDataType));
		if (tmp == NULL)
		{
			perror("realloc fail");
			exit(-1);
		}

		ps->a = tmp;
		ps->capacity = newCapacity;
	}

	ps->a[ps->size] = x;
	ps->size++;
}

其中的realloc函数,当指针为空时,其作用相当于malloc。

realloc函数扩容分两种:原地扩容,异地扩容。

原地扩容是指要扩容的空间中没有被使用,就在原空间之后扩容,返回原空间的地址。

异地扩容指的是要扩容的空间里有被使用的情况,这种情况下就会把原空间的内容拷贝到一个没有被使用的新空间里,然后返回新空间的地址。

头插头删

void SLPushFront(SL* ps, SLDataType x)
{
	assert(ps);
	SLCheckCapacity(ps);

	// 挪动数据
	int end = ps->size - 1;
	while (end >= 0)
      {
		ps->a[end + 1] = ps->a[end];
		end--;
	}

	ps->a[0] = x;
	ps->size++;

	SLInsert(ps, 0, x);
}

void SLPopFront(SL* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->size > 0);

	int begin = 1;
	while (begin < ps->size)
	{
		ps->a[begin - 1] = ps->a[begin];
		begin++;
	}

	ps->size--;

	SLErase(ps, 0);
}

其中,如果头插入了4个数据,但头删除调用的次数不止4次,因为可能在destroy中的free函数中报错,原因是,free函数只允许从头到尾地释放开辟的空间,如果指针所指的地址不是开辟空间的最开始就会报错。(free函数会检查是否发生了越界)

一般来讲,越界读一般不会检查出来,但越界写可能会被检查出来。查越界一般会在数组末端后的一两个元素进行检查。(不同编译器也不同)

void SLinsert(SL* ps, int pos, Seqdatatype a)
{
	assert(ps);
	assert(pos >= 0);
	assert(pos <= ps->size);
	check(ps);
	int end = ps->size - 1;
	while (pos <= end)
	{
		ps->x[end + 1] =ps-> x[end];
		end--;

	}
	ps->x[pos] = a;
	ps->size++;
}
void SLerase(SL* ps, int pos)
{
	assert(ps);
	assert(pos >= 0);
	assert(pos < ps->size);
	int begin = pos + 1;
	while (begin < ps->size)
	{
		ps->x[begin - 1] = ps->x[begin];
		begin++;
	}
	ps->size--;

}

以上为指定位置插入或删除,实际上可以直接代替头插头删,尾插尾删。

菜单:

void menu()
{
	printf("***********************************************\n");
	printf("1、尾插数据 2、尾删数据\n");
	printf("3、头插数据 4、头删数据\n");
	printf("5、打印数据 -1、退出\n");
	printf("***********************************************\n");
}

int main()
{
	SL s;
	SLInit(&s);
	int option = 0;
	int val = 0;
	do 
	{
		menu();
		printf("请输入你的操作:>");
		scanf("%d", &option);
		switch (option)
		{
		case 1:
			printf("请依次输入你要尾插的数据,以-1结束");
			scanf("%d", &val);
			while (val != -1)
			{
				SLPushBack(&s, val);
				scanf("%d", &val);
			}
			break;
		case 2:
			SLPopBack(&s);
			break;
		case 3:
			break;
		case 4:
			break;
		case 5:
			SLPrint(&s);
			break;
		default:
			break;
		}
	} while (option != -1);

	SLDestroy(&s);

	return 0;
}

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