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【數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法】：帶你手搓順序表（C/C++篇）

1年前作者：愛(ài)喝獸奶的荒天帝分類(lèi)：Toy博客閱讀(15)違法舉報(bào)

這篇具有很好參考價(jià)值的文章主要介紹了【數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法】：帶你手搓順序表（C/C++篇）。希望對(duì)大家有所幫助。如果存在錯(cuò)誤或未考慮完全的地方，請(qǐng)大家不吝賜教，您也可以點(diǎn)擊"舉報(bào)違法"按鈕提交疑問(wèn)。

一、順序表

1.1 線性表

線性表（linear list）是n個(gè)具有相同特性的數(shù)據(jù)元素的有限序列。線性表是一種在實(shí)際中廣泛使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，常見(jiàn)的線性表：順序表、鏈表、棧、隊(duì)列、字符串…

線性表在邏輯上是線性結(jié)構(gòu)，也就說(shuō)是連續(xù)的一條直線。但是在物理結(jié)構(gòu)上并不一定是連續(xù)的，線性表在物理上存儲(chǔ)時(shí)，通常以數(shù)組和鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的形式存儲(chǔ)。
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二、順序表

【數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法】：帶你手搓順序表（C/C++篇）,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法,c語(yǔ)言,c++,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),算法

2.1 概念及結(jié)構(gòu)

順序表是用一段物理地址連續(xù)的存儲(chǔ)單元依次存儲(chǔ)數(shù)據(jù)元素的線性結(jié)構(gòu)，一般情況下采用數(shù)組存儲(chǔ)。在數(shù)組上完成數(shù)據(jù)的增刪查改。
順序表一般可以分為：

靜態(tài)順序表：使用定長(zhǎng)數(shù)組存儲(chǔ)。

typedef int SLDataType;//便于類(lèi)型的改動(dòng)
#define N 100
// 靜態(tài)順序表
typedef struct SeqList
{
	SLDataType arr[N];  // 定長(zhǎng)數(shù)組
	int size; //  有效數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)
}SL;

靜態(tài)順序表缺陷：空間給少了不夠用，給多了造成空間浪費(fèi)

動(dòng)態(tài)順序表：使用動(dòng)態(tài)開(kāi)辟的數(shù)組存儲(chǔ)。

typedef int SLDataType;//便于類(lèi)型的改動(dòng)
// 動(dòng)態(tài)順序表
typedef struct SeqList
{
	SLDataType* arr;
	int size;  // 有效數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)
	int capacity;  // 空間大小
}SL;

2.2 實(shí)現(xiàn)方法

首先要?jiǎng)?chuàng)建三個(gè)文件，創(chuàng)建一個(gè)SeqList.h的頭文件用于函數(shù)的聲明， SeqList.c用于函數(shù)的實(shí)現(xiàn)，test.c用于代碼測(cè)試

SeqList.h文件

#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
// 定義順序表的結(jié)構(gòu)
typedef int SLDataType;  //便于類(lèi)型的改動(dòng)
//#define N 100
 靜態(tài)順序表
//typedef struct SeqList
//{
//	SLDataType arr[N];  // 定長(zhǎng)數(shù)組
//	int size; //  有效數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)
//}SL;
// 動(dòng)態(tài)順序表
typedef struct SeqList
{
	SLDataType* arr;
	int size;  // 有效數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)
	int capacity;  // 空間大小
}SL;
// 順序表的初始化
void SLInit(SL* ps);
// 順序表的銷(xiāo)毀
void SeqListDestory(SL* ps);
// 順序表的打印
void SLPrint(SL s);
// 擴(kuò)容
void SLCheckCapacity(SL* ps);
// 順序表的增刪查改等接口函數(shù)
// 尾插法
void SeqListPopBack(SL* ps, SLDataType x);
// 頭插法
void SLPushFront(SL* ps, SLDataType x);
// 尾部刪除
void SLPopBack(SL* ps);
// 頭部刪除
void SLPopFront(SL* ps);
// 指定位置插入
void SLInsert(SL* ps, int pos, SLDataType x);
// 指定位置刪除
void SLErase(SL* ps, int pos);
// 順序表的查找
int SLFind(SL* ps, SLDataType x);
// 順序表元素的索引
int SLIndex(SL* ps, int index);
// 順序表元素的修改
void SLMod(SL* ps, int index, SLDataType x);

SeqList.c文件

1. 順序表的初始化

// 順序表的初始化
void SLInit(SL* ps)
{
	ps->arr = NULL;
	ps->size = ps->capacity = 0;  // 開(kāi)始空間為0
 }

初始化的時(shí)候，可以選擇申請(qǐng)?jiān)伎臻g大小，也可以選擇不申請(qǐng)空間。

2. 順序表的銷(xiāo)毀

// 順序表的銷(xiāo)毀
void SeqListDestory(SL* ps)
{
	if (ps->arr) // arr不為空，釋放空間
	{
		free(ps->arr);
	}
	ps->arr = NULL;  // 置為空指針
	ps->size = ps->capacity = 0;
}

代碼測(cè)試：
test.c文件

#include"SeqList.h"
void SLTest01()
 {
	SL sl;
	// 初始化
	SLInit(&sl);
	// 銷(xiāo)毀
	SeqListDestory(&sl);
}
int main()
{
	SLTest01();
	return 0;
}

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3. 擴(kuò)容

注意：每次擴(kuò)容新空間不能太大，也不能太小，太大容易造成空間浪費(fèi)，太小則會(huì)導(dǎo)致頻繁擴(kuò)容而影響程序效率。

這里采用的是成倍擴(kuò)容：

// 擴(kuò)容
void SLCheckCapacity(SL* ps)
{
	if (ps->capacity == ps->size)
	{
		// 申請(qǐng)空間
		// 三目運(yùn)算來(lái)判斷原始空間是否為0
		int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity * 2;   // 如果為0，默認(rèn)申請(qǐng)4個(gè)空間大小
		SLDataType* tmp = (SLDataType*)realloc(ps->arr, newCapacity * sizeof(SLDataType));
		if (tmp == NULL)  // 申請(qǐng)失敗
		{
			perror("realloc");
			return 1;
		}
		// 申請(qǐng)成功
		ps->arr = tmp;
		ps->capacity = newCapacity;
	}
}

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4. 尾部插入/尾部刪除

// 尾插法
void SeqListPopBack(SL* ps, SLDataType x)
{
	assert(ps);  // 判斷傳入的是否是空指針 
	// 插入數(shù)據(jù)前先查看空間夠不夠
	SLCheckCapacity(ps);
	// ps->arr[ps->size] = x;
	// ++ps->size;  // 插入數(shù)據(jù)之后size要加1
	ps->arr[ps->size++] = x;
}

// 尾部刪除
void SLPopBack(SL* ps)
{
	assert(ps);  // 判斷傳入的是否是空指針
	assert(ps->size); // 確保數(shù)據(jù)域不為空
	--ps->size;  // 刪除最后一個(gè)元素
}

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5. 頭部插入/頭部刪除

// 頭插法
void SLPushFront(SL* ps, SLDataType x)
{
	assert(ps);  // 判斷傳入的是否是空指針
	// 先判斷空間是否足夠
	SLCheckCapacity(ps);
	// 先讓順序表中的元素整體往后挪動(dòng)一位
	for (int i = ps->size; i > 0; i--)
	{
		ps->arr[i] = ps->arr[i - 1]; // arr[1] = arr[0];
	}
	ps->arr[0] = x; // 將元素插在下標(biāo)為0的位置
	ps->size++; // 插入數(shù)據(jù)后數(shù)據(jù)要加一
}

// 頭部刪除
void SLPopFront(SL* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->size);  // 確保數(shù)據(jù)域不為空
	// 順序表中所有的元素往前挪一位
	for (int i = 0; i < ps->size - 1; i++)
	{
		ps->arr[i] = ps->arr[i + 1];
	}
	--ps->size;  // 刪除后大小減一
}

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6. 指定位置插入/刪除

1. 元素指定位置插入
順序表的元素插入，就是指給定一個(gè)索引和一個(gè)元素，將這個(gè)元素插入到對(duì)應(yīng)的索引位置上，這個(gè)位置以后的所有元素都要往后移動(dòng)一個(gè)位置。
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2. 元素指定位置刪除
順序表的元素刪除，就是指給定一個(gè)索引，將這個(gè)索引上的元素刪除，并且把這個(gè)索引位置以后的所有元素都往前移動(dòng)一個(gè)位置。
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// 指定位置插入
void SLInsert(SL* ps, int pos, SLDataType x)
{
	assert(ps);  // 判斷傳入的是否是空指針
	assert(pos >= 0 && pos <= ps->size);
	// 先判斷空間是否足夠，不夠就擴(kuò)容
	SLCheckCapacity(ps);
	// 讓pos及其之后的元素往后挪
	for (int i = ps->size; i > pos; i--)
	{
		ps->arr[i] = ps->arr[i - 1];
	}
	// 插入數(shù)據(jù)
	ps->arr[pos] = x;
	// 插入元素后，數(shù)據(jù)域大小要加一
	ps->size++;
}

// 指定位置刪除
void SLErase(SL* ps, int pos)
{
	assert(ps);  // 判斷傳入的是否是空指針
	assert(pos >= 0 && pos < ps->size);
	// pos之后的元素往前挪
	for (int i = pos;i < ps->size - 1; i++)
	{
		ps->arr[i] = ps->arr[i + 1];
	}
	// 刪除元素后，數(shù)據(jù)域大小要減一
	ps->size--;
}

7. 順序表的查找

順序表的元素查找，是指在順序表中查找指定元素是否存在，如果存在則返回該元素的索引，否則返回-1。由于需要遍歷整個(gè)順序表進(jìn)行元素對(duì)比，所以查找的時(shí)間復(fù)雜度為 O(n) 。
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元素查找的順序：
第1步、遍歷整個(gè)順序表，對(duì)順序表中的每個(gè)元素，和指定元素進(jìn)行比較，如果相等則返回當(dāng)前的索引；
第2步、如果遍歷完所有的順序表元素，都沒(méi)有找到相等的元素，則返回 -1；

// 順序表的查找
int SLFind(SL* ps, SLDataType x)
{
	assert(ps);  // 判斷傳入的是否是空指針
	for (int i = 0; i < ps->size; i++)
	{
		if (ps->arr[i] == x)  // 找到了
			return i;
	}
	// 未找到
	return -1;
}

8. 順序表元素的索引

順序表的元素索引，是指給定一個(gè)索引值，通過(guò)下標(biāo)訪問(wèn)，直接在順序表中獲取元素的值，時(shí)間復(fù)雜度 O(1)。
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// 順序表元素的索引
int SLIndex(SL* ps, int index)
{
	assert(index >= 0 && index < ps->size);
	return ps->arr[index];
}

9. 順序表元素的修改

順序表的元素修改是指將順序表中指定位置的元素更新為新的值。
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// 順序表元素的修改
void SLMod(SL* ps, int index, SLDataType x)
{
	assert(ps); // 判斷傳入的是否是空指針
	assert(index >= 0 && index < ps->size);
	ps->arr[index] = x;  // 指定下標(biāo)元素修改
}

10. SeqList.c完整代碼

#include"SeqList.h"

// 順序表的初始化
void SLInit(SL* ps)
{
	ps->arr = NULL;
	ps->size = ps->capacity = 0;  // 開(kāi)始空間為0
 }

// 順序表的銷(xiāo)毀
void SeqListDestory(SL* ps)
{
	if (ps->arr) 
	{
		free(ps->arr);
	}
	ps->arr = NULL;
	ps->size = ps->capacity = 0;
}

// 打印
void SLPrint(SL s)
{
	for (int i = 0; i < s.size; i++)
	{
		printf("%d ", s.arr[i]);
	}
	printf("\n");
}

// 擴(kuò)容
void SLCheckCapacity(SL* ps)
{
	if (ps->capacity == ps->size)
	{
		// 申請(qǐng)空間
		// 三目運(yùn)算來(lái)判斷原始空間是否為0
		int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity * 2;   // 如果為0，默認(rèn)申請(qǐng)4個(gè)空間大小
		SLDataType* tmp = (SLDataType*)realloc(ps->arr, newCapacity * sizeof(SLDataType));
		if (tmp == NULL)  // 申請(qǐng)失敗
		{
			perror("realloc");
			return 1;
		}
		// 申請(qǐng)成功
		ps->arr = tmp;
		ps->capacity = newCapacity;
	}
}
// 尾插法
void SeqListPopBack(SL* ps, SLDataType x)
{
	assert(ps);  // 判斷傳入的是否是空指針 
	// 插入數(shù)據(jù)前先查看空間夠不夠
	SLCheckCapacity(ps);
	// ps->arr[ps->size] = x;
	// ++ps->size;  // 插入數(shù)據(jù)之后size要加1
	ps->arr[ps->size++] = x;
}

// 頭插法
void SLPushFront(SL* ps, SLDataType x)
{
	assert(ps);  // 判斷傳入的是否是空指針
	// 先判斷空間是否足夠
	SLCheckCapacity(ps);
	// 先讓順序表中的元素整體往后挪動(dòng)一位
	for (int i = ps->size; i > 0; i--)
	{
		ps->arr[i] = ps->arr[i - 1]; // arr[1] = arr[0];
	}
	ps->arr[0] = x; // 將元素插在下標(biāo)為0的位置
	ps->size++; // 插入數(shù)據(jù)后數(shù)據(jù)要加一
}


// 尾部刪除
void SLPopBack(SL* ps)
{
	assert(ps);  // 判斷傳入的是否是空指針
	assert(ps->size); // 確保數(shù)據(jù)域不為空
	--ps->size;  // 刪除最后一個(gè)元素
}

// 頭部刪除
void SLPopFront(SL* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->size);  // 確保數(shù)據(jù)域不為空
	// 順序表中所有的元素往前挪一位
	for (int i = 0; i < ps->size - 1; i++)
	{
		ps->arr[i] = ps->arr[i + 1];
	}
	--ps->size;  // 刪除后大小減一
}

// 指定位置插入
void SLInsert(SL* ps, int pos, SLDataType x)
{
	assert(ps);  // 判斷傳入的是否是空指針
	assert(pos >= 0 && pos <= ps->size);
	// 先判斷空間是否足夠，不夠就擴(kuò)容
	SLCheckCapacity(ps);
	// 讓pos及其之后的元素往后挪
	for (int i = ps->size; i > pos; i--)
	{
		ps->arr[i] = ps->arr[i - 1];
	}
	// 插入數(shù)據(jù)
	ps->arr[pos] = x;
	// 插入元素后，數(shù)據(jù)域大小要加一
	ps->size++;
}

// 指定位置刪除
void SLErase(SL* ps, int pos)
{
	assert(ps);  // 判斷傳入的是否是空指針
	assert(pos >= 0 && pos < ps->size);
	// pos之后的元素往前挪
	for (int i = pos;i < ps->size - 1; i++)
	{
		ps->arr[i] = ps->arr[i + 1];
	}
	// 刪除元素后，數(shù)據(jù)域大小要減一
	ps->size--;
}

// 順序表的查找
int SLFind(SL* ps, SLDataType x)
{
	assert(ps);  // 判斷傳入的是否是空指針
	for (int i = 0; i < ps->size; i++)
	{
		if (ps->arr[i] == x)  // 找到了
			return i;
	}
	// 未找到
	return -1;
}

// 順序表元素的索引
int SLIndex(SL* ps, int index)
{
	assert(index >= 0 && index < ps->size);
	return ps->arr[index];
}

// 順序表元素的修改
void SLMod(SL* ps, int index, SLDataType x)
{
	assert(ps); // 判斷傳入的是否是空指針
	assert(index >= 0 && index < ps->size);
	ps->arr[index] = x;  // 指定下標(biāo)元素修改
}

到了這里，關(guān)于【數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法】：帶你手搓順序表（C/C++篇）的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！

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順序表（更新版）——“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法”
各位CSDN的uu們你們好呀，今天小雅蘭又來(lái)更新新專(zhuān)欄啦，其實(shí)之前我就已經(jīng)寫(xiě)過(guò)了順序表的內(nèi)容，只是之前的內(nèi)容不是最新版的順序表，現(xiàn)在，我來(lái)更新一下最新版的順序表，下面，就讓我們進(jìn)入更新版的順序表的世界吧順序表和小雅蘭之前寫(xiě)的三子棋、掃雷、通訊錄一樣，
2023年04月23日
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【數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法】一文帶你學(xué)透——算法
? ?本期我們所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法中的算法的相關(guān)內(nèi)容，通過(guò)上期我們學(xué)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)想必大家都會(huì)了吧，在學(xué)習(xí)完畢之后算法，我想你已經(jīng)可以編寫(xiě)出比較優(yōu)秀的代碼了，著名計(jì)算機(jī)科學(xué)家沃思曾提出一個(gè)公式程序=數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)+算法。雙劍合璧，天下無(wú)敵！ ? 前言
2024年02月07日
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數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法 --順序表的創(chuàng)建
1. 順序表（Sequence List）是一種線性表的實(shí)現(xiàn)方式，通過(guò)連續(xù)的內(nèi)存空間存儲(chǔ)元素，按照順序排列。順序表的特點(diǎn)包括：元素在內(nèi)存中的存儲(chǔ)是連續(xù)的，通過(guò)數(shù)組實(shí)現(xiàn)。元素之間的邏輯順序與物理順序一致。可以根據(jù)元素的索引直接訪問(wèn)和修改元素。需要預(yù)先分配足夠的內(nèi)
2024年03月26日
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【數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法】之順序表及其實(shí)現(xiàn)！
目錄 ?編輯 1. 順序表的概念及結(jié)構(gòu) 2. 接口的實(shí)現(xiàn) 2.1 順序表的初始化 2.2?檢查順序表容量是否已滿(mǎn) 2.3?順序表的尾插 ?編輯 2.4?順序表的尾刪 2.5?順序表的頭插 2.6??順序表的頭刪 2.7?順序表在pos位置插入 2.8??順序表在pos位置刪除 2.9?順序表的查找 2.10?順序表的銷(xiāo)毀 2.1
2024年04月28日
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【數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)】：實(shí)現(xiàn)順序表各種基本運(yùn)算的算法
領(lǐng)會(huì)順序表存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和掌握順序表中各種基本運(yùn)算算法設(shè)計(jì)。編寫(xiě)一個(gè)程序sqlist.cpp，實(shí)現(xiàn)順序表的各種基本運(yùn)算和整體建表算法（假設(shè)順序表的元素類(lèi)型ElemType為char），并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)一個(gè)主程序，完成如下功能：初始化順序表L 依次插入a,b,c,d,e元素輸出順序表L 輸出順
2024年02月07日
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