定义
数据结构是相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。根据数据元素之间关系的不同特性,通常有如下4类基本结构:
- 集合:结构中的数据元素之间除了“同属于一个集合”的关系外,别无其他的关系。如:广义表。
- 线性结构:结构中的数据元素之间存在一个对一个的关系。如:链表。
- 树形结构:结构中的数据元素之间存在一个对多个的关系。如:二叉树。
- 图(网)状结构:结构中的数据元素之间存在多个对多个的关系。如:图。
在线性结构中,根据存储方式分为顺序表、链表,根据对表的操作限制,分为栈和队列。
顺序表的特征是,在内存中占用连续的存储单元,可以简单的理解为顺序表就是数组。只是根据需要,在实际应用中动态分配顺序表占用的内存单元。而数组是在编译的时候,预分配了指定大小的内存单元,因此如下代码段会在编译的时候报错。
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| int len = 10; char arr[len];
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但是顺序表又会有数据全部的特点:可以根据下标直接访问、不方便插入和删除元素(因为需要移动后续的元素)。
实现
定义结构
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| typedef int SeqType;
typedef struct{ SeqType *elem; int length; int listsize; } SqList;
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结构体内,有三个元素:存储空间基地址,类似于数组首地址;当前长度,记录顺序表中有效存储单元个数;当前分配的存储容量,顺序表中,最多容纳的存储单元个数。当顺序表中所有存储单元已经被使用,在下次插入元素之前,需要新增存储单元。这点是数组所不具有的特性。
*注:定义一个存储单元类型SeqType
是为了使顺序表适和更多数据类型,使用的时候修改SeqType
类型即可。
定义操作
创建顺序表
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SqList createList_sq() {
SqList* list = (SqList*)malloc(sizeof(SqList)); return *list; }
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这里提供两种创建顺序表的代码,一种是由系统分配list占用的内存,一种是自己动态分配的内存,需要在程序运行之前手动释放占用的内存空间。
初始化顺序表
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int initList_sq(SqList &L) { L.elem = (SeqType *) malloc(sizeof(SeqType) * LIST_INIT_SIZE); if (!L.elem) return 0; L.length = 0; L.listsize = LIST_INIT_SIZE; return 1; }
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分配顺序表的存储单元,初始化顺序表属性的值。
插入元素
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int insertList_sq(SqList &L, int index, SeqType val) { if (index > L.length) { printf("插入的下标超出顺序表的实际长度"); return 0; } if (index < 0) index = L.length; if (L.length == L.listsize) { printf("顺序表的存储单元已满,继续分配新的存储单元。"); SeqType* newBase = (SeqType*) realloc(L.elem, (L.listsize + LISTINCREMENT) * sizeof(SeqType)); if (!newBase) { printf("分配内存单元失败"); return 0; } L.elem = newBase; L.listsize += LISTINCREMENT; } for (int i = L.length; i > index; i--) { L.elem[i] = L.elem[i - 1]; } L.elem[index] = val; L.length++; return 1; }
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将元素插入到指定的位置。插入之前,需要先判断顺序表中是否已经存满,再根据需要新增存储单元,最后插入元素。
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int insertList_sq(SqList &L, SeqType val) { return insertList_sq(L, L.length, val); }
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*引用和重载,是C++中才支持,因此需要在cpp文件中编译。
删除元素
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int removeList_sq(SqList &L, SeqType val) { int index = -1; for (int i = 0; i < L.length; i++) { if (L.elem[i] == val) { index = i; break; } } if (index < 0) return 0; for (; index < L.length - 1; index++) { L.elem[index] = L.elem[index + 1]; } L.length--; return 1; }
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删除指定元素,需要先找到下标。依次移动下标后面的结点,修改length值。
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int removeList_sq(SqList &L, int index, SeqType &elem) { if (index >= L.length) return 0; index = index < 0 ? L.length : index; elem = L.elem[index]; for (int i = index; i < L.length - 1; i++) { L.elem[i] = L.elem[i + 1]; } L.length--; return 1; }
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先取到指定下标的元素,赋值给elem,然后依次移动下标后面的结点。最后修改length值。
销毁顺序表
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void destoryList_sq(SqList &L) { free(L.elem); L.length = 0; L.listsize = 0;
}
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重点释放顺序表的存储单元。如果顺序表自身的内存也是动态分配的,需要手动释放。
最后附上,头文件的定义。
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#ifndef SQLIST_H_ #define SQLIST_H_
#define LIST_INIT_SIZE 50 #define LISTINCREMENT 10
typedef int SeqType;
typedef struct{ SeqType *elem; int length; int listsize; } SqList;
SqList createList_sq();
int initList_sq(SqList &);
int insertList_sq(SqList &,int index,SeqType);
int insertList_sq(SqList &,SeqType);
int removeList_sq(SqList &,int,SeqType &);
int removeList_sq(SqList &,SeqType);
void destoryList_sq(SqList &);
#endif
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