数据结构——顺序表【C】

1. 顺序表的概念以及结构

1.1概念

顺序表就是用一段物理地址连续空间储存元素的线性结构，在正常情况下采用数组存储，在数组上完成增删查改等操作。

1.2静态顺序表和动态顺序表

1. 静态顺序表： 使用长数组存储数据（数组的长度是固定的）
2. 动态顺序表： 动态开辟数组存储（根据需求来设定数组长度）

2. 顺序表接口模拟实现

接口总览

typedef int SLDatatype;
typedef struct SeqList
{SLDatatype* a; //指向动态开辟的数组int size;//数组中有效数据的个数int capacity;//容器空间大小
}SL;void SLInit(SL* psl); //顺序表初始化void SLDestory(SL* psl);//顺序表的销毁void SLPrint(SL* psl);//打印顺序表中的元素void SLPushBack(SL* psl, SLDatatype num);//尾插void SLPushFront(SL* psl, SLDatatype num);//头插void SLPopBack(SL* psl);//尾删void SLPopFront(SL* psl);//头删void SLInsert(SL* psl, int pos, SLDatatype num);//从任意位置插入数据int SLFind(SL* psl, SLDatatype num);//查找顺序表中的元素void SLErase(SL* psl, int pos);//删除任意位置的元素

2.1 初始化数据和销毁容器

初始化数据:
设置指向数组的指针为空，有效数据个数和容器空间大小设置为0。

void SLInit(SL* psl)
{assert(psl);psl->a = NULL;psl->size = psl->capacity = 0;
}

销毁容器：
所释放动态开辟数组的空间，并设置指向的指针为空指针，有效数据个数和容器空间大小设置为0。

void SLDestory(SL* psl)
{assert(psl); //判断psl是否为空free(psl->a);psl->a = NULL;psl->size = psl->capacity = 0;}

2.2 顺序表的尾插和尾删

在尾插只前我们还要考虑容器是否有足够的空间，若是足够直接插入数据，若是不够则需要动态开辟数组。
注意我们这里默认开辟两倍的空间，在实际中要需要根据需求来开辟容器空间。

void SLCheckCapacity(SL* psl)
{assert(psl);if (psl->size == psl->capacity)//若是容器中的有效元素等于容器间就要扩容{int newcapacity = psl->capacity == 0 ? 4 : 2 * psl->capacity;SLDatatype* tmp = (SLDatatype*)realloc(psl->a, sizeof(SLDatatype) * newcapacity);if (tmp == NULL){perror("realloc");return;}psl->a = tmp;psl->capacity = newcapacity;}
}

尾插：
首先我们要判断容器空间大小，不足则扩容，足够则插入数据。尾插十分容易直接在数组末尾插入数据即可，有效数据加一。

void SLPushBack(SL* psl, SLDatatype num)
{assert(psl);SLCheckCapacity(psl);psl->a[psl->size++] = num;
}

尾删：
同样的尾删也很容易，只需要将有效数据size-1即可。

void SLPopBack(SL* psl)
{assert(psl);assert(psl->size > 0);psl->size--;
}

2.3 头插和头删

头插：
首先还是容器大小的老问题，不足则扩容，足够则插入数据。头插与尾插不同的是，需要挪动数据将数组中的每一个元素向后移动一位，然后我们在空出的头位置插入数据。

void SLPushFront(SL* psl, SLDatatype num)
{assert(psl);SLCheckCapacity(psl);int end = psl->size - 1;while (end >= 0){psl->a[end + 1] = psl->a[end];end--;}psl->a[0] = num;psl->size++;
}

头删：
头删也是同样的，让开始位置的后一个数据向前覆盖，将有效数据size-1即可。

void SLPopFront(SL* psl)
{assert(psl);int begin = 1;while (begin < psl->size){psl->a[begin - 1] = psl->a[begin];begin++;}psl->size--;
}

2.4 任意位置插入和删除数据

任意位置插入数据：
这里任意位置的数据就是容器中任意元素下标位置，同样的插入数据还使用挪动数据，将末尾到pos位置的数据向后挪动一位，在空出的pos位置插入数据。

void SLInsert(SL* psl,int pos, SLDatatype num)
{assert(psl);SLCheckCapacity(psl);int end = psl->size;while (end >= pos){psl->a[end] = psl->a[end - 1];end--;}psl->a[pos] = num;psl->size++; }

任意位置删除数据：
删除pos位置的数据，还是一样挪动覆盖。

void SLErase(SL* psl,int pos)
{assert(psl);int end = pos;while (end <= psl->size - 1){psl->a[end] = psl->a[end + 1];end++;}psl->size--;
}

2.5 查找数据

通过遍历容器中的元素，若是查到则返回元素下标，若是没有找到则返回-1。

int SLFind(SL* psl,SLDatatype num)
{assert(psl);for (int i = 0; i < psl->size; i++){if (psl->a[i] == num){return i;}}return -1;
}

3. 顺序表的问题 ：

1. 尾部插入的效率还行，头部或者中间插入删除（时间复杂度尾O(N)）、需要挪动数据、效率低下。
2. 满了以后只能扩容。扩容式有一定的消耗的，扩容一般是存在一定的空间浪费。
   （假设空间是100满了，扩容到200，但是只需要插入120个数据，因此有80个空间就浪费掉了，一次扩的越多，可能浪费的越多，一次扩少了，那么有可能就会频繁的扩容）