数据结构之顺序表

typedef int SLDataType;//本篇博客以存放整型数据为例

typedef struct SeqList
{
	SLDataType* a;//声明了一个指向顺序表的指针，姑且称它为“顺序表指针”
	int size;//记录当前顺序表内元素个数
	int capacity;//记录当前顺序表的最大容量
}SeqList;

接着开始初始化

//初始化顺序表
void SeqListInit(SeqList* ps)
{
	assert(ps);
	ps->a = NULL;//刚开始时顺序表为空，顺序表指针为NULL
	ps->size = 0;//起始时元素个数为0
	ps->capacity = 0;//容量为0
}

销毁顺序表

因为顺序表所用的内存空间是动态开辟在堆区的，所以我们在使用完后需要及时对其进行释放，避免造成内存泄漏。

//销毁顺序表
void SeqListDestory(SeqList* ps)
{
	assert(ps);
	free(ps->a);//释放顺序表指针指向的空间
	ps->a = NULL;//及时置空
	ps->size = 0;//元素个数置0
	ps->capacity = 0;//容量置0
}

打印顺序表

循环打印size个元素即可

//打印顺序表
void SeqListPrint(SeqList* ps)
{
	assert(ps);
	int i = 0;
	//循环打印顺序表指针指向的数据
	for (i = 0; i < ps->size; i++)
	{
		printf("%d ", ps->a[i]);
	}
	printf("\n");
}

增加数据

仔细想想，我们每次需要增加数据的时候，首先都应该先检查顺序表内元素个数是否已达顺序表容量上限。若已达上限，那么我们就需要先对顺序表进行扩容，然后才能增加数据。

//检查顺序表容量是否已满，若已满，则增容
void SeqCheckCapacity(SeqList* ps)
{
	if (ps->size == ps->capacity)//满了，需要增容
	{
		//判断顺序表容量是否为0，若为0，则先开辟用于存放4个元素的空间大小，若不为0，则扩容为原来容量的两倍
		int newcapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->capacity;
		SLDataType* newA = realloc(ps->a, newcapacity*sizeof(SLDataType));
		if (newA == NULL)
		{
			printf("realloc fail\n");
			exit(-1);
		}
		ps->a = newA;//开辟成功，将顺序表指针更新
		ps->capacity = newcapacity;//容量更新
	}
}

若传入realloc的指针为空指针(NULL)，则realloc函数的作用相当于malloc函数，这样也不会对新开辟的空间进行初始化

头插

要想在顺序表的表头插入数据，那么就需要先将顺序表原有的数据从后往前依次向后挪动一位，最后再将数据插入表头。

//头插
void SeqListPushFront(SeqList* ps, SLDataType x)
{
	assert(ps);
	SeqCheckCapacity(ps);//检查容量
	int i = 0;
	for (i = ps->size; i > 0; i--)//将数据从后往前依次向后挪
	{
		ps->a[i] = ps->a[i - 1];
	}
	ps->a[0] = x;
	ps->size++;//顺序表元素个数加一
}

挪动数据的时候应从后向前依次挪动，若从前向后挪动，会导致后一个数据被覆盖。

尾插

尾插相对于头插就比较简单了，直接在表尾插入数据即可

//尾插
void SeqListPushBack(SeqList* ps, SLDataType x)
{
	assert(ps);
	SeqCheckCapacity(ps);//检查容量
	ps->a[ps->size] = x;
	ps->size++;//顺序表元素个数加一
}

指定下标位置插入

要做到在指定下标位置插入数据，首先我们需要得到一个下标位置，然后从该下标位置开始（包括该位置），其后的数据从后往前依次向后挪动一位，最后将数据插入到该下标位置。

//指定下标位置插入
void SeqListInsert(SeqList* ps, int pos, SLDataType x)
{
	assert(ps);
	assert(pos >= 0 && pos <= ps->size);//检查输入下标的合法性
	SeqCheckCapacity(ps);//检查容量
	int i = 0;
	for (i = ps->size; i > pos; i--)//从pos下标位置开始，其后的数据从后往前依次向后挪
	{
		ps->a[i] = ps->a[i - 1];
	}
	ps->a[pos] = x;
	ps->size++;//顺序表元素个数加一
}

观察到，头插和尾插实际就是再下标为0和下标为size的地方进行插入，意味着我们可以统一使用该函数来实现

//头插
void SeqListPushFront(SeqList* ps, SLDataType x)
{
	SeqListInsert(ps, 0, x);//在下标为0的位置插入数据
}
//尾插
void SeqListPushBack(SeqList* ps, SLDataType x)
{
	SeqListInsert(ps, ps->size, x);//在下标为ps->size的位置插入数据
}

删除数据

删除数据，其实可以理解为：从某个位置开始，数据依次向前覆盖。这样一来，该位置的数据就相当于删除了

头删

要删除表头的数据，我们可以从下标为1的位置开始，依次将数据向前覆盖即可。

//头删
void SeqListPopFront(SeqList* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->size > 0);//保证顺序表不为空
	int i = 0;
	for (i = 0; i < ps->size - 1; i++)//将数据从前往后依次向前覆盖
	{
		ps->a[i] = ps->a[i + 1];
	}
	ps->size--;//顺序表元素个数减一
}

注意：数据覆盖的时候应从前向后依次覆盖，若从后向前覆盖，会导致前一个数据被覆盖。

尾删

尾删就更简单了，直接将顺序表的元素个数减一即可

//尾删
void SeqListPopBack(SeqList* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->size > 0);//保证顺序表不为空
	ps->size--;//顺序表元素个数减一
}

指定下标位置删除

要删除指定下标位置的数据，我们只需要从下标位置开始，其后的数据从前向后依次覆盖即可。

//指定下标位置删除
void SeqListErase(SeqList* ps, int pos)
{
	assert(ps);
	assert(ps->size > 0);//保证顺序表不为空
	assert(pos >= 0 && pos < ps->size);
	int i = 0;
	for (i = pos; i < ps->size - 1; i++)//从pos下标位置开始，其后的数据从前往后依次向前覆盖
	{
		ps->a[i] = ps->a[i + 1];
	}
	ps->size--;//顺序表元素个数减一
}

同样的道理，头删和尾删实际上也就是删除下标为0的位置和下标为ps->size - 1的位置的数据，也就意味着我们可以统一使用该函数来实现头删和尾删。

//头删
void SeqListPopFront(SeqList* ps)
{
	SeqListErase(ps, 0);//删除下标为0的位置的数据
}
//尾删
void SeqListPopBack(SeqList* ps)
{
	SeqListErase(ps, ps->size - 1);//删除下标为ps->size - 1的位置的数据
}

查找数据

查找数据也相对简单，直接遍历一次顺序表即可，若找到了目标数据，则停止遍历，并返回该数据的下标，否则返回-1。

//查找元素，若有，返回下标，否则返回-1
int SeqListFind(SeqList* ps, SLDataType x)
{
	assert(ps);
	int i = 0;
	for (i = 0; i < ps->size; i++)//遍历顺序表进行查找
	{
		if (ps->a[i] == x)
			return i;//找到该数据，返回下标
	}
	return -1;//未找到，返回-1
}

修改数据

修改数据，就直接对该位置的数据进行再次赋值即可。

//修改指定下标位置元素
void SeqListModify(SeqList* ps, int pos, SLDataType x)
{
	assert(ps);
	assert(pos >= 0 && pos < ps->size);//检查输入下标的合法性
	ps->a[pos] = x;//修改数据
}