《从数组到动态顺序表：数据结构与算法如何优化内存管理？》 - 教程

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专栏：《C语言》、《数据结构与算法》

学习阶段：C语言、数据结构与算法初学者

⏳“人理解迭代，神理解递归。”

引言：
在上一篇中，我们初步认识了动态顺序表的基本结构和特性，了解了它如何通过动态扩容来解决固定数组的长度限制。今天，我们将继续深入探索顺序表的核心操作——增删查改的实现细节。从高效的头部插入到底层的内存管理，每一个操作背后都蕴含着数据结构设计的智慧，让我们一起来揭开这些关键技术的神秘面纱。

目录

四、动态顺序表的应用（续）

4.3  在尾部删除数据

4.4  在头部删除数据

4.5  在指定位置查找数据

4.6  在指定位置插入

4.7  在指定位置删除

4.8   修改、销毁

---

四、动态顺序表的应用（续）

4.3  在尾部删除数据

SeqList.c文件
#include "SeqList.h"
//初始化_函数
void SLInit(SL* ps)
{
	ps->arr = NULL;
	ps->size = 0, ps->capacity = 0;
}
//尾删_函数
void SLPopBack(SL* ps)
{
	assert(ps && ps->size);//断言
	//前移size
	ps->size--;
}
//输出_函数
void SLPrint(SL* ps)
{
	for (int i = 0; i < ps->size; i++)
	{
		printf("%d ", ps->arr[i]);
	}
	printf("\n");
}

--进行顺序表尾部删除数据的前提是顺序表不能为空（不能传空参数NULL），得有数据才能删除——>也就是size不能为空。

test.c文件
#include "SeqList.h"
void test02()
{
	SL s2;//创建结构体变量
	SLInit(&s2);//初始化
    SLPushFront(&s2, 1);
	SLPushFront(&s2, 2);
	SLPushFront(&s2, 3);
	SLPrint(&s2);
	//尾删
	//上面先头插输入数据->321
	SLPopBack(&s2);
	SLPrint(&s2);//32
	SLPopBack(&s2);
	SLPrint(&s2);//3
}
int main()
{
	test02();
	return 0;
}

4.4  在头部删除数据

SeqList.c文件
#include "SeqList.h"
//头删_函数
void SLPopFront(SL* ps)
{
	assert(ps && ps->size);
	//循环移动
	for (int i = 0; i < ps->size-1; i++)
	{
		ps->arr[i] = ps->arr[i + 1];
	}
	ps->size--;
}
//输出_函数
void SLPrint(SL* ps)
{
	for (int i = 0; i < ps->size; i++)
	{
		printf("%d ", ps->arr[i]);
	}
	printf("\n");
}

--头删与尾删一样，顺序表不能为空。

#include "SeqList.h"
void test02()
{
	SL s2;//创建结构体变量
	SLInit(&s2);//初始化
	//先头插输入数据->4321
	SLPushFront(&s2, 1);
	SLPushFront(&s2, 2);
	SLPushFront(&s2, 3);
	SLPushFront(&s2, 4);
	SLPrint(&s2);//4321
	//头删
	SLPopFront(&s2);
	SLPrint(&s2);//321
	SLPopFront(&s2);
	SLPrint(&s2);//21
	SLPopFront(&s2);
	SLPrint(&s2);//1
}
int main()
{
	test02();
	return 0;
}

4.5  在指定位置查找数据

--在进行指定插入、指定删除操作，都需要先找到对应数据：

SeqList.c文件
#include "SeqList.h"
//查找_函数
int SLFind(SL* ps, SLTDataType x)
{
	assert(ps);
	for (int i = 0; i < ps->size; i++)
	{
		if (ps->arr[i] == x)
		{
			//找到了,返回下标
			return i;
		}
	}
	//未找到
	return -1;//返回任意不是下标的数值
}

test.c文件
#include "SeqList.h"
void test02()
{
    //头插数据->4321
    SLPushFront(&s2, 1);
    SLPushFront(&s2, 2);
    SLPushFront(&s2, 3);
    SLPushFront(&s2, 4);
    SLPrint(&s2);//4321
    //查找
	//pos-下标
	int pos = SLFind(&s2, 4);
    if (pos >= 0)
    {
	    printf("找到了，下标是%d：\n", pos);
    }
    else
    {
    	printf("未找到！\n");
    }
    pos = SLFind(&s2, 3);
    if (pos >= 0)
    {
    	printf("找到了，下标是%d：\n", pos);
    }
    else
    {
    	printf("未找到！\n");
    }
    pos = SLFind(&s2, 2);
    if (pos >= 0)
    {
    	printf("找到了，下标是%d：\n", pos);
    }
    else
    {
	    printf("未找到！\n");
    }
    pos = SLFind(&s2, 0);
    if (pos >= 0)
    {
    	printf("找到了，下标是%d：\n", pos);
    }
    else
    {
    	printf("未找到！\n");
    }
}
int main()
{
    test02();
    return 0;
}

4.6  在指定位置插入

--利用前面的查找函数

SeqList.c文件_主要实现
#include "SeqList.h"
//指定位置之前插入_函数
void SLInsert(SL* ps, int pos, SLTDataType x)
{
	assert(ps);
	//0<= pos < ps->size
	assert(pos >= 0 && pos < ps->size);
	//插入前判断空间是否足够
	SLCheckCapacity(ps);
	//pos及之后数据向后挪动一位
	for (int i = ps->size; i > pos; i--)
	{
		ps->arr[i] = ps->arr[i - 1];
	}
	ps->arr[pos] = x;
	ps->size++;
}

注意：元素在向后移动时，要注意空间大小是否足够。

test.c文件
#include "SeqList.h"
void test02()
{
    //指定插入
    //头插数据->4321
    SLPushFront(&s2, 1);
    SLPushFront(&s2, 2);
    SLPushFront(&s2, 3);
    SLPushFront(&s2, 4);
    SLPrint(&s2);//4321
    //在数据3前插入
    int pos = SLFind(&s2, 3);
    SLInsert(&s2, pos, 100);
    SLPrint(&s2);
}
int main()
{
	test02();
	return 0;
}

4.7  在指定位置删除

SeqList.c文件_主要实现
#include “SeqList.h”
//指定位置删除_函数
void SLErase(SL* ps, int pos)
{
	assert(ps);
	//pos:[0,ps->size)
	assert(pos >= 0 && pos < ps->size);
	//将pos后的数据依次向前移动
	for (int i = pos; i < ps->size - 1; i++)
	{
		ps->arr[i] = ps->arr[i + 1];
	}
	//有效数据-1
	ps->size--;
}

指定位置删除逻辑与头删类似，只是多了要进行指定行为。

test.c文件
#include "SeqList.h"
void test02()
{
    //测试_指定删除
	    //头插数据->4321
    SLPushFront(&s2, 1);
    SLPushFront(&s2, 2);
    SLPushFront(&s2, 3);
    SLPushFront(&s2, 4);
    SLPrint(&s2);//4321
	    //删除3
    int pos = SLFind(&s2, 3);//查找3的下标
    SLErase(&s2, pos);
    SLPrint(&s2);
}
int main()
{
    test02();
    rerurn 0;
}

4.8   修改、销毁

--修改

SeqList.c文件
#include "SeqList.h"
//修改_函数
void SLModify(SL* ps, int pos, SLTDataType x)
{
	assert(ps);
	ps->arr[pos] = x;
}
test.c文件
#include "SeqList.h"
void test02()
{
    //测试_修改
		//头插数据->4321
	SLPushFront(&s2, 1);
	SLPushFront(&s2, 2);
	SLPushFront(&s2, 3);
	SLPushFront(&s2, 4);
	SLPrint(&s2);//4321
    //修改3
	int pos = SLFind(&s2, 3);
	SLModify(&s2, pos, 100);
	SLPrint(&s2);
}
int main()
{
	test02();
	return 0;
}

--销毁

SeqList.c文件
#include "SeqList.h"
//销毁_函数
void SLDestory(SL* ps)
{
	if(ps->arr)
		free(ps->arr);
	ps->arr = NULL;
	ps->size = 0;
	ps->capacity = 0;
}

free掉ps->arr，所有都恢复为初始化状态。

---

结语：

通过对动态顺序表的深入学习，我们理解了连续存储结构的优势与局限。从顺序表到链表，体现了数据结构设计中的“空间换时间”思想。掌握了这两种基础线性结构，就为我们学习更复杂的树、图等非线性结构打下了坚实基础。下篇文章，我们将开启链表之旅，感受指针连接的魅力。