数据结构--顺序表(C语言实现)

简介

顺序表是一种线性表的存储结构，它使用一组地址连续的存储单元依次存储线性表中的元素。在C语言中，顺序表通常通过数组来实现。下面是一个简单的顺序表的C语言实现，包括初始化、插入、删除、查找等基本操作。

C语言实现

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h> 


#define MAXSIZE 100          //顺序表最大容量
typedef int ElemType;        //顺序表存储数据类型

//顺序表定义
typedef struct{
	ElemType *data;
	int length;
}SeqList;


/*****************************************************************
* 函数功能      : 初始化顺序表
* 参数        : void
* 返回值       : 成功：SeqList类型指针，失败：NULL
******************************************************************/
SeqList* init_seqlist(void)
{
	SeqList *L = (SeqList*)malloc(sizeof(SeqList));
    if(NULL == L) 
    {
        perror("malloc Error: ");
        return NULL;
    }
   
	L->data = (ElemType*)malloc(sizeof(ElemType) * MAXSIZE);
    if(NULL == L->data)
    {
        free(L);
        L = NULL;
        perror("malloc Error: ");
        return NULL;
    }
	L->length  = 0;
	return L;
}
/*****************************************************************
* 函数功能 : 销毁顺序表
* 参数       : L(in) -- 顺序表
* 返回值      : void
******************************************************************/
void destroy_seqlist(SeqList *L)
{
    if(NULL != L)
    {
        if(NULL != L->data)
        {
            free(L->data);
            L->data = NULL;
        }
        free(L);
        L = NULL;
    }
}
/*****************************************************************
* 函数功能 : 判断顺序表是否为空
* 参数       : L(in) -- 顺序表
* 返回值      : 空：true，非空：false
******************************************************************/
bool isEmpty(SeqList *L)
{
    if(0 == L->length)
    {
        printf("Seqlist is empty\n");
        return true;
    }
    return false;
}
/*****************************************************************
* 函数功能 : 判断顺序表是否满了
* 参数       : L(in) -- 顺序表
* 返回值      : 满：true，没满：false
******************************************************************/
bool isFull(SeqList *L)
{
    if(L->length >= MAXSIZE)
    {
        printf("Seqlist is full\n");
        return true;
    }
    return false;
}

/*****************************************************************
* 函数功能 : 判断指定位置是否溢出
* 参数       : L(in) -- 顺序表
* 参数       : pos(in) -- 指定位置,正确范围[0,L->length)
* 返回值      : 溢出：true，没溢出：false
******************************************************************/
bool isPosWrong(SeqList *L, int pos)
{
    if (pos < 0 || pos >= L->length)
	{
		printf("The specified pos wrong\n");
		return true;
	}
    return false;
}
/*****************************************************************
* 函数功能 : 尾部添加元素
* 参数       : L(in) -- 顺序表
* 参数       : elem(in) -- 插入的元素
* 返回值      : 成功：0，失败：-1
******************************************************************/
int append_elme(SeqList *L, ElemType elem)
{
	if (true == isFull(L))
	{
		return -1;
	}

	L->data[L->length] = elem;
	L->length++;
	return 0;
}
/*****************************************************************
* 函数功能 : 指定位置插入元素
* 参数       : L(in) -- 顺序表
* 参数       : pos(in) -- 指定位置,正确范围[0,L->length)
* 参数       : elem(in) -- 插入的元素
* 返回值      : 成功：0，失败：-1
******************************************************************/
int insert_elme(SeqList *L, int pos, ElemType elem)
{
	if (true == isFull(L) || true == isEmpty(L) || true == isPosWrong(L, pos))
	{
		return -1;
	}

    //元素后移
	for (int i = L->length-1; i >= pos; i--)
	{
		L->data[i+1] = L->data[i];
	}

	L->data[pos] = elem; //插入的元素
	L->length++;	
		
	return 0;
}
/*****************************************************************
* 函数功能 : 删除指定位置元素
* 参数       : L(in) -- 顺序表
* 参数       : pos(in) -- 指定位置,正确范围[0,L->length)
* 参数       : elem(out) -- 删除的元素
* 返回值      : 成功：0，失败：-1
******************************************************************/
int delete_elem(SeqList *L, int pos, ElemType *elem)
{
	if(true == isEmpty(L) || true == isPosWrong(L, pos) )
	{
		return -1;
	}
    
	*elem = L->data[pos]; //删除的元素

    //元素前移
	for (int i = pos+1; i < L->length; i++)
	{
		L->data[i-1] = L->data[i];
	}
	
	L->length--;
	return 0;
}

/*****************************************************************
* 函数功能 : 修改指定位置元素
* 参数       : L(in) -- 顺序表
* 参数       : pos(in) -- 指定位置,正确范围[0,L->length)
* 参数       : elem(in) -- 替换的值
* 返回值      : 成功：0，失败：-1
******************************************************************/
int modify_elem(SeqList *L, int pos, ElemType elem)
{
    if(true == isEmpty(L) || true == isPosWrong(L, pos) )
	{
		return -1;
	}
    L->data[pos] = elem;
    return 0;
}
/*****************************************************************
* 函数功能 : 查找数据位置
* 参数       : L(in) -- 顺序表
* 参数       : elem(in) -- 查找的元素
* 返回值      : 成功：元素的位置，正确范围[0,L->length)，失败：-1
******************************************************************/
int get_elem_pos(SeqList *L, ElemType elem)
{
	if(true == isEmpty(L))
	{
		return -1;
	}

	for (int i = 0; i < L->length; i++)
	{
		if(L->data[i] == elem)
		{
			return i;
		}
	}
    
    return -1;
}
/*****************************************************************
* 函数功能 : 查找指定位置数据
* 参数       : L(in) -- 顺序表
* 参数       : pos(in) -- 指定位置,正确范围[0,L->length)
* 参数       : elem(out) -- 找到的元素
* 返回值      : 成功：0，失败：-1
******************************************************************/
int get_elem_date(SeqList *L, int pos, ElemType *elem)
{
    if(true == isEmpty(L) || true == isPosWrong(L, pos) )
	{
		return -1;
	}

    *elem = L->data[pos];
    return 0;
}

/*****************************************************************
* 函数功能 : 获取顺序表长度
* 参数       : L(in) -- 顺序表
* 返回值      : 顺序表长度
******************************************************************/
int seqlist_length(SeqList *L)
{
    return L->length;
}
/*****************************************************************
* 函数功能 : 打印顺序表
* 参数       : L(in) -- 顺序表
* 返回值      : void
******************************************************************/
void print_seqlist(SeqList *L)
{
	for (int i = 0; i < L->length; i++)
	{
		printf("%d ", L->data[i]);
	}
	printf("\n\n");
}


//测试
int main(int argc, char const *argv[])
{
	SeqList *seqlist = init_seqlist();
	if(NULL == seqlist) 
	{
        return -1;
	}
   
    printf("seqlist->length   :%d\n",seqlist_length(seqlist));  
    print_seqlist(seqlist);


    //尾部添加
    append_elme(seqlist, 00);    
    append_elme(seqlist, 11);    
    append_elme(seqlist, 22);
    printf("seqlist->length   :%d\n",seqlist_length(seqlist));
    print_seqlist(seqlist);

    //指定插入
    insert_elme(seqlist, 3, 33);  //pos溢出
    insert_elme(seqlist, -1, -11);//pos溢出
    insert_elme(seqlist, 1, 55);
    printf("seqlist->length   :%d\n",seqlist_length(seqlist));
    print_seqlist(seqlist);

    //指定删除
    ElemType elem = 0;
    delete_elem(seqlist, 5, &elem); //pos溢出
    printf("elem   :%d\n", elem);
    print_seqlist(seqlist);
    
    delete_elem(seqlist, 1, &elem); 
    printf("elem   :%d\n", elem);
    printf("seqlist->length   :%d\n",seqlist_length(seqlist));
    print_seqlist(seqlist);

    //指定修改
    modify_elem(seqlist, -1, -11);//pos溢出
    modify_elem(seqlist, 6, 66);  //pos溢出
    print_seqlist(seqlist);
    modify_elem(seqlist,1, 77);
    print_seqlist(seqlist);


    //获取元素位置
    printf("pos: %d\n", get_elem_pos(seqlist, 100));
    printf("pos: %d\n", get_elem_pos(seqlist, 77));
    //获取指定位置数据
    get_elem_date(seqlist, 0, &elem);
    printf("elem: %d\n", elem);
    
	//销毁
	destroy_seqlist(seqlist);
	return 0;
}

测试结果

seqlist->length   :0


seqlist->length   :3
0 11 22

The specified pos wrong
The specified pos wrong
seqlist->length   :4
0 55 11 22

The specified pos wrong
elem   :0
0 55 11 22

elem   :55
seqlist->length   :3
0 11 22

The specified pos wrong
The specified pos wrong
0 11 22

0 77 22

pos: -1
pos: 1
elem: 0