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数据结构1-顺序表的基础实现
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本篇博客主要介绍了顺序表的基本操作,顺序表是一种线性表,其在物理地址上连续存储。本文所介绍的代码使用的是静态数组。
首先,我们需要定义一个顺序表的结构体类型Sqlist
,其中包含两个成员变量:data
和length
,分别表示存储数据元素的数组和当前顺序表中元素的个数。MaxSize
表示顺序表的最大长度。
然后,我们需要对该顺序表进行初始化。在InitList
函数中,将顺序表的元素个数设置为0,即表示该顺序表为空表。
接着,我们可以实现在顺序表中插入元素或删除元素的操作。具体而言,ListInsert
函数用于在顺序表的第i
个位置插入新元素e
,ListDelete
函数用于删除顺序表中第i
个元素。需要注意的是,在进行插入或删除操作前,需要判断该操作是否合法。如果待插入位置不在顺序表的范围内,或者顺序表已经达到最大长度,那么该操作就是非法的。
此外,我们还可以通过顺序表的位序或值查找元素。具体而言,GetElem
函数用于按位查找元素,返回顺序表中第i
个元素的值;LocateElem
函数用于按值查找元素,返回顺序表中第一个值等于e
的元素的位序。需要注意的是,在进行按值查找操作时,需要遍历整个顺序表,直到找到匹配的元素或达到表尾。
最后,我们在主函数中对顺序表进行初始化,并向其中插入一个元素,然后输出顺序表中每个元素的值。除了静态数组,我们还可以使用动态分配数组来实现顺序表。需要注意的是,在使用动态分配数组时,需要进行动态内存分配和释放,以便更好地利用计算机资源。
1. 定义顺序表类型
//静态数组
#define MaxSize 10 //定义最大长度
typedef struct {
int data[MaxSize];
int length;
}Sqlist;
可以看到,我们使用了#define
关键字定义了顺序表的最大长度MaxSize
,这样可以方便地在代码中引用。然后,我们定义了一个结构体类型Sqlist
来表示顺序表,其中包含两个成员变量:data
和length
,分别表示存储数据元素的数组和当前顺序表中元素的个数。
2. 初始化顺序表
void InitList(Sqlist& L) {
L.length = 0;
}
该函数的作用是将顺序表初始化为空表,即将顺序表中元素个数置为0。
3. 在顺序表中插入元素
bool ListInsert(Sqlist& L, int i, int e) {
if (i<1 || i>L.length + 1)
return false;
if (L.length >= MaxSize)
return false;
for (int j = L.length; j >= i; j--)//将第i个元素及之后的元素往后移动
L.data[j] = L.data[j - 1];
L.data[i - 1] = e;
L.length++;
return true;
}
ListInsert
函数用于在顺序表中的第i
个位置插入新元素e
。首先,需要判断该操作是否合法,如果待插入位置在顺序表的范围之外,或者顺序表已经达到最大长度,则该操作非法,直接返回false
。否则,需要将第i
个元素及其后面的元素往后移动一位,为插入元素e
腾出空间。然后,将元素e
插入到第i
个位置,同时将顺序表中元素个数加1。最后,返回true
表示插入成功。
4. 在顺序表中删除元素
bool ListDelete(Sqlist& L, int i, int &e) {
if (i<1 || i>L.length + 1)
return false;
e = L.data[i - 1];
for (int j = i; j < L.length; j++) {
L.data[j - 1] = L.data[j];
}
L.length--;
return true;
}
ListDelete
函数用于删除顺序表中第i
个元素。同样地,需要判断该操作是否合法。如果待删除位置在顺序表的范围之外,则该操作非法,直接返回false
。否则,将元素e
赋值为第i
个元素的值,并将第i
个元素及其后面的元素往前移动一位,以删除元素e
。最后,将顺序表中元素个数减1,返回true
表示删除成功。
5. 按位查找元素
int GetElem(Sqlist L, int i) {
return L.data[i - 1];
}
GetElem
函数用于按位查找元素,即返回顺序表中第i
个元素的值。需要注意的是,由于该函数不涉及修改顺序表中的元素,因此可以将参数声明为值传递而不是引用传递。
6. 按值查找元素
int LocateElem(Sqlist L, int e) {
for (int i = 0; i < L.length; i++)
if (L.data[i] == e)//匹配
return i + 1;
return 0;
}
LocateElem
函数用于按值查找元素,即返回顺序表中第一个值等于e
的元素的位序。需要注意的是,在进行按值查找操作时,需要遍历整个顺序表,直到找到匹配的元素或达到表尾。如果没有找到匹配的元素,则返回0。
7. 初始化顺序表并向其中插入元素
int main() {
Sqlist L;
InitList(L);
ListInsert(L, 3, 3);
for (int i = 0; i < MaxSize; i++) {
printf("data[%d]=%d
", i, L.data[i]);
}
return 0;
}
在main
函数中,我们首先调用InitList
函数将顺序表初始化为空表。然后,使用ListInsert
函数向顺序表中的第3个位置插入元素3。最后,遍历整个顺序表,并输出每个元素的值。
8. 动态分配顺序表
除了静态数组,我们还可以使用动态分配数组来实现顺序表。需要注意的是,在使用动态分配数组时,需要进行动态内存分配和释放,以便更好地利用计算机资源。以下是一个简单的动态分配顺序表的代码示例:
#define ElemType int
#define Initsize 10
typedef struct {
ElemType* data; //表示动态分配数组的指针
int Maxsize;
int length;
}SeqList;
void InitList(SeqList& L) {
//用malloc函数申请一片连续的存储空间
L.data = (int*)malloc(Initsize * sizeof(int));
L.length = 0;
L.Maxsize = Initsize;
}
//增加动态数组的长度
void IncreaseSize(SeqList& L, int len) {
int* p = L.data;
L.data = (int*)malloc((L.Maxsize + len) * sizeof(int));
for (int i = 0; i < L.length; i++) {
L.data[i] = p[i];
}
L.Maxsize = L.Maxsize + len;
free(p);
}
int main() {
SeqList L;
InitList(L);
IncreaseSize(L, 5);
return 0;
}
在该代码中,我们首先定义了一个动态分配顺序表的结构体类型SeqList
,其中包含三个成员变量,分别表示存储数据元素的数组、当前顺序表中元素的个数以及数组的最大长度。
在InitList
函数中,使用malloc
函数申请一片连续的存储空间来存储顺序表中的元素,同时将顺序表的元素个数和最大长度初始化为0和预设值Initsize
。
如果顺序表中的元素个数已经达到最大长度,我们可以使用IncreaseSize
函数来增加顺序表的长度,以容纳更多的元素。该函数首先将原来的存储空间指针p
保存起来,然后重新申请一片更大的存储空间,并将之前的元素逐个复制到新的存储空间中,最后释放原来的存储空间。
在main
函数中,我们首先调用InitList
函数初始化顺序表,然后调用IncreaseSize
函数增加顺序表的长度,以容纳更多的元素。