动态数组实现与操作-优快云博客

本文详细介绍了动态数组的实现原理，包括元素插入、删除、查找等操作的具体代码实现。动态数组在内存空间不足时会自动扩容，通过申请更大内存空间并搬移原有数据来保证数组的连续性。

动态数组实现原理

插入元素，如果发现空间不足，则申请一块更大的内存空间
将原来的数组内容搬移到新内存空间
释放原来的内存空间
跟新数组的信息（capacity，首地址等）

动态数组的代码实例

DynamicArray.h

#ifndef DYNAMIC_ARRAY_H
#define DYNAMIC_ARRAY_H

typedef struct DYNAMIC_ARRAY_H
{
		int* pAddr;
		int size;
		int capacity;
}dynamic_array;



dynamic_array* Init_Array(); //初始化动态数组

void Push_Back_Array(dynamic_array* arr, int value);//插入元素

void RemoveByPos_Array(dynamic_array* arr, int pos);//通过位置删除元素

void RemoveByValue_Array(dynamic_array* arr, int value); //通过值删除元素

void FreeSpace_Array(dynamic_array* arr);//释放整个动态数组

int Find_Array(dynamic_array* arr, int value);//返回值为value的位置

void Print_Array(dynamic_array* arr); //打印动态数组的内容

void Clear_Array(dynamic_array* arr);//清空动态数组

int Capacity_Array(dynamic_array* arr);//返回动态数组的capacity

int Size_Array(dynamic_array* arr);//返回 动态数组的size

int At_Array(dynamic_array* arr, int pos); //返回pos处的值


#endif

DynamicArray.c

#include "../include/DynamicArray.h"
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>


//初始化动态数组
dynamic_array* Init_Array()
{
	dynamic_array* MyArray =(dynamic_array*) malloc(sizeof(dynamic_array)); 
	MyArray->size=0;
	MyArray->capacity=20;//初始化的capacity为20
	MyArray->pAddr = (int*)malloc(sizeof(int)*MyArray->capacity);

	return MyArray;
}



//插入元素
void Push_Back_Array(dynamic_array* arr, int value)
{
	if(arr==NULL)return;

	if(arr->size == arr->capacity)//元素个数等于容量的大小，得重新开辟内存空间
	{
			int* newspace =(int*) malloc(sizeof(int)*arr->capacity*2);
			memcpy(newspace,arr->pAddr,arr->capacity*sizeof(int));//拷贝数据
			free(arr->pAddr);//释放原来内存地址

			arr->capacity =arr->capacity*2;
			arr->pAddr=newspace;//赋值新地址
	}

	arr->pAddr[arr->size]=value;
	arr->size++;
		
}



//通过位置删除元素
void RemoveByPos_Array(dynamic_array* arr, int pos)
{
		if(arr==NULL)
			return;

		if(pos<0||pos>=arr->size)
		    return;

		for(int i=pos; i<arr->size;i++)
		{
				arr->pAddr[i]=arr->pAddr[i+1];
		}
		arr->size--;		
}



//通过值删除元素
void RemoveByValue_Array(dynamic_array* arr, int value)
{
		int pos=0;
		if(arr==NULL)
				return;

		for(int i=0;i<arr->size;i++)
		{
				if(arr->pAddr[i]==value)
				{
						pos=i;
						break;
				}
		}

		RemoveByPos_Array(arr,pos);
		
}




//释放动态数组
void FreeSpace_Array(dynamic_array* arr)
{
	if(arr==NULL) return;

	if(arr->pAddr != NULL)
			free(arr->pAddr);//数组的空间
	free(arr);//存放动态数组结构体的空间
}



//找value的位置
int Find_Array(dynamic_array* arr, int value)
{
		if(arr==NULL)
				return -1;

		int pos=-1;
		for(int i=1;i<arr->size;i++)
		{
				if(arr->pAddr[i]==value)
				{
						pos=i;
						break;
				}
		}

		return pos;
}




//打印动态数组
void Print_Array(dynamic_array* arr)
{
	for(int i=0; i<arr->size; i++)
	{
			printf("%d ",arr->pAddr[i]);
	}

	printf("\n");

}

//清除动态数组
void Clear_Array(dynamic_array* arr)
{
	if(arr==NULL)
	{
		return;
	}

	arr->size=0;	

}



//获取动态数组的capacity
int Capacity_Array(dynamic_array* arr)
{
	if(arr == NULL)
			return 0;

		return arr->capacity;
}


//获取动态数组的size
int Size_Array(dynamic_array* arr)
{
	if(arr ==NULL)	
		return 0;

	return arr->size;
}



//返回pos处的值
int At_Array(dynamic_array* arr, int pos)
{
	if(arr==NULL)
		return 0;
	return arr->pAddr[pos];
}

main.c

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

#include "../include/DynamicArray.h"




int main(void)
{

		dynamic_array* MyArray=Init_Array();

		printf("%d\n ",Capacity_Array(MyArray));
		printf("%d\n ",Size_Array(MyArray));

		//内存不够申请两倍
		for(int i=0;i<30;i++)
		{
				Push_Back_Array(MyArray,i);
		}

		 Print_Array(MyArray);
		printf("%d \n",Capacity_Array(MyArray));
		printf("%d \n",Size_Array(MyArray));
		

		// 删除
		RemoveByPos_Array(MyArray,0);//删除位置0的元素
		RemoveByValue_Array(MyArray,1);//删除第一个值为1的元素
		Print_Array(MyArray);
	
		//查找
		int pos = Find_Array(MyArray,5);
		printf("%d 的位置是：%d",At_Array(MyArray,pos),pos);
	     
	      //释放
              FreeSpace_Array(MyArray);
		return 0;
}

结果：

20  //初始capacity
0  //初始size
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 
40 //插入30个元素，capacity不够，申请2倍大小capacity
30 //插入30个元素，size是30
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29   //删除位置0的元素，和1的值
5 的位置是：3   //得到5的位置是3