用深拷贝的方法封装动态顺序表(构造、拷贝构造、赋值、析构、尾插/删、任意位置插入/删除、扩容等)

本文详细介绍了一个使用C++实现的顺序表类,包括构造函数、拷贝构造函数、赋值运算符重载等成员函数,并提供了完整的代码示例。通过本文,读者可以了解顺序表的基本操作及其实现细节。
#include<iostream>
using namespace std;
#include<assert.h>

typedef int DataType;

class SeqList
{
public:
SeqList(size_t capacity = 10)     //给容量一个缺省值10      构造函数
  :_array(new DataType[sizeof(DataType)*capacity])
  , _capacity(capacity)
  , _size(0)
{
}

SeqList(const SeqList& s)       拷贝构造函数
:_array(new DataType[s._size])  //保证每块的数据内存地址不一样
{
memcpy(_array, s._array, s._size * 4);
_capacity = s._capacity;
_size = s._size;
}

SeqList& operator=(const SeqList& s)   赋值运算符重载
{
if (this != &s)
{
DataType *tmp = new DataType[s._size];
memcpy(tmp, s._array, s._size * 4);
delete[]_array;
_array = tmp;
_capacity = s._capacity;
_size = s._size;
}
return *this;
}

~SeqList()    析构函数
{
if (_array)
{
delete[]_array;
_array = NULL;
}
}

void PushBack(DataType data)    尾插
{
if (CheckCapacity())     //检查是否需要扩容
{
_array[_size++] = data;
}
}

void PopBack()     尾删
{
if (Empty())    //链表是否为空
{
return;
}
if (_size > 0)
{
_size--;
}
}

void Insert(size_t pos, DataType data)    在pos的位置插入data元素
{
size_t i;
i = _size;
if (CheckCapacity())
{
if (pos == _size )
{
PushBack(data);
return;
}
else
{
for (i; i >pos ; --i)
{
_array[i] = _array[i - 1];
}
_array[pos] = data;
_size++;
}
}
}

void Erase(size_t pos)     删除pos位置的元素
{
if (Empty())
{
return;
}
if (pos == _size -1)
{
PopBack();
return;
}
else
{
size_t i = pos+1;
for (i; i < _size; ++i)
{
_array[i - 1] = _array[i];
}
_size--;
}
}

int Size()const     计算顺序表的大小
{
return _size;
}

int Capacity()const    计算顺序表的容量
{
return _capacity;
}
bool Empty()const      顺序表的判空
{
return 0 == _size;
}

DataType& operator[](size_t index)    []运算符的重载
{
assert(index >= 0 && index < _size);
return _array[index];
}
const DataType& operator[](size_t index)const
{
assert(index >= 0 && index < _size);
return _array[index];
}


private:
int CheckCapacity()     扩容操作
{
if (_size >= _capacity)
{
int newcapacity = 2 * _capacity;
DataType *tmp = new DataType[newcapacity];  
memcpy(tmp, _array, _size * 4);
delete[]_array;
_array = tmp;
_capacity = newcapacity;
}
return 1;
}

DataType* _array;
size_t _size;
size_t _capacity;

};


int main()
{
SeqList s1(4);
s1.PushBack(1);
s1.PushBack(2);
s1.PushBack(3);
s1.PushBack(4);
s1.PushBack(5);
s1.PushBack(6);
s1.PopBack();
s1.PopBack();
s1.Insert(4, 7);
s1.Erase(4);
s1.Insert(2, 8);
s1.Erase(2);
s1.Size();
s1.Capacity();
SeqList s2(s1);
SeqList s3;
s3 = s1;
s1[0] = 9;
s1.PushBack(6);
return 0;

}

希望对大家有所帮助

<think>好的,我现在需要回答用户关于如何使用C++实现动态顺序表,并支持动态删除任意元素和在任意位置插入元素的问题。首先,我得回顾一下顺序表的基本概念和操作。 顺序表是一种线性表的实现方式,元素在内存中连续存储。动态顺序表允许在需要时扩展存储空间,这通常通过重新分配更大的内存块来实现。用户提到需要动态删除插入元素,这意味着我必须确保代码能够处理这些操作,并且在插入时可能需要扩容删除时可能需要移动元素。 根据引用中的资料,动态顺序表通常使用结体或类来封装,包含指向动态数组的指针、当前长度和容量。例如,引用[2]中的结体定义有int *data,length和size。初始化时分配初始内存,插入元素时检查容量,不足则扩容删除元素时需要移动后续元素,并可能需要缩容,但通常缩容不是自动的,用户可能需要手动处理。 接下来,我需要考虑插入删除的具体实现。插入元素时,首先要检查位置是否合法,然后检查是否需要扩容扩容通常是将数组大小加倍,如引用[2]提到的动态分配更大的空间并替换原数组。例如,当插入元素导致长度超过当前容量时,新容量可以是原容量的两倍。然后将旧数据复制到新数组,释放旧内存,更新指针和容量。 对于插入操作,比如在位置pos插入元素,需要将pos及其之后的元素后移一位,然后插入新元素,并增加长度。需要处理pos的范围,比如是否在0到length之间。同样,删除操作需要将pos之后的元素前移一位,减少长度。如果删除后长度远小于容量,可以考虑缩容,但通常这一步可能由用户决定是否实现。 引用[3]中的代码示例提到了ListInsert和ListDelete函数,这些函数需要处理位置的合法性以及元素的移动。比如,插入时要检查pos是否在0到length之间,否则无效。然后检查容量,不够则扩容。之后移动元素,插入新值,增加长度。删除操作类似,但移动方向相反,并减少长度。 用户可能需要看到完整的示例代码,包括初始化、插入删除扩容等功能的实现。代码应该使用类或结体来封装顺序表,提供必要的方法。例如,定义一个SqList类,包含data指针、length和capacity。方法包括构造函数、函数、插入删除扩容等。 需要注意内存管理,避免内存泄漏。在C++中,使用new和delete来分配和释放内存。扩容时,需要分配新数组,复制数据,然后释放旧数组。函数需要释放data指向的内存。 测试代码也是重要的,用户可能需要看到如何创建顺序表实例,插入元素,删除元素,并打印结果。例如,初始化容量为5,插入元素到不同位置删除指定位置的元素,并处理扩容情况。 可能的问题点包括:插入/删除位置的边界处理,扩容策略的效率,内存管理的正确性。需要确保代码正确处理这些情况,比如当pos为0或length时,或者当插入导致多次扩容。 最后,确保代码符合C++的最佳实践,比如使用类封装,避免裸露的指针操作,提供必要的错误检查(如插入位置无效时返回错误码或抛出异常)。不过,用户示例代码可能使用简单的错误处理,比如返回bool表示操作成功与否。 总结步骤:定义结体/类,实现初始化,插入(检查容量,移动元素),删除(移动元素),扩容,以及示例用法。确保代码清晰,注释详细,方便用户理解。</think>以下是如何使用C++实现动态顺序表并支持任意位置插入/删除元素的详细步骤及示例代码: --- ### 一、动态顺序表实现原理 1. **结定义** 使用结封装动态数组指针、当前元素数量`length`和总容量`size`,实现动态内存管理[^2] 2. **动态扩容** 当插入元素超出容量时,新分配双倍内存空间并迁移数据[^2] 3. **元素操作** - **插入**:需移动后续元素腾出位置 - **删除**:需前移后续元素填补空缺 --- ### 二、C++完整实现代码 ```cpp #include <iostream> using namespace std; #define INIT_SIZE 5 // 初始容量 typedef struct { int* data; // 动态数组指针 int length; // 当前元素数量 int size; // 总容量 } SqList; // 初始化顺序表 void InitList(SqList& L) { L.data = new int[INIT_SIZE]; L.length = 0; L.size = INIT_SIZE; } // 扩容操作 void ExpandList(SqList& L) { int new_size = L.size * 2; // 容量翻倍 int* new_data = new int[new_size]; // 迁移数据 for (int i = 0; i < L.length; i++) { new_data[i] = L.data[i]; } delete[] L.data; // 释放原内存 L.data = new_data; L.size = new_size; cout << "扩容至:" << new_size << endl; } // 在pos位置插入元素 bool ListInsert(SqList& L, int pos, int val) { if (pos < 0 || pos > L.length) return false; // 无效位置 if (L.length == L.size) ExpandList(L); // 容量检查 // 后移元素腾出空间 for (int i = L.length; i > pos; i--) { L.data[i] = L.data[i - 1]; } L.data[pos] = val; L.length++; return true; } // 删除pos位置元素 bool ListDelete(SqList& L, int pos) { if (pos < 0 || pos >= L.length) return false; // 前移元素覆盖删除位置 for (int i = pos; i < L.length - 1; i++) { L.data[i] = L.data[i + 1]; } L.length--; return true; } // 打印顺序表 void PrintList(SqList L) { cout << "["; for (int i = 0; i < L.length; i++) { cout << L.data[i]; if (i != L.length - 1) cout << ", "; } cout << "] 长度:" << L.length << "/" << L.size << endl; } int main() { SqList L; InitList(L); // 示例操作 ListInsert(L, 0, 10); // 头 ListInsert(L, 1, 20); // ListInsert(L, 1, 15); // 中间插入 PrintList(L); // [10, 15, 20] 3/5 ListDelete(L, 1); // 删除中间元素 PrintList(L); // [10, 20] 2/5 // 测试扩容 ListInsert(L, 2, 30); ListInsert(L, 3, 40); ListInsert(L, 4, 50); // 触发扩容至10 PrintList(L); // [10, 20, 30, 40, 50] 5/10 return 0; } ``` --- ### 三、关键特性说明 1. **时间复杂度** - 插入/删除:$O(n)$(需移动元素) - 扩容操作:$O(n)$(数据迁移) 2. **内存管理** 使用`new/delete`实现动态内存分配,避免内存泄漏[^3] 3. **边界处理** - 插入位置范围:$0 \leq pos \leq length$ - 删除位置范围:$0 \leq pos < length$ ---
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