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数据结构之_动态数组 顺序表的实现

 

数据结构之_动态数组 顺序表的实现

1.基本概念

线性表的顺序存储结构,指的是用一段地址连续的存储单元依次存储线性的数据元素

线性表 a1a2,……,an)的顺序存储示意图如下:

2.线性表顺序存储的设计与实现

操作要点:

  • 插入元素算法
    •   判断线性表是否合法
    •   判断插入位置是否合法
    •   把最后一个元素到插入位置的元素后移一个位置
    •   将新元素插入
    •   线性表长度加1
  • 获取元素操作
    •   判断线性表是否合法
    •   判断位置是否合法
    •   直接通过数组下标的方式获取元素
  •  删除元素算法
    •    判断线性表是否合法
    •   判断删除位置是否合法
    •    将元素取出
    •   将删除位置后的元素分别向前移动一个位置
    •    线性表长度减1

链表顺序存储插入算法和删除算法:

  • 元素的插入

  • 元素的删除

注意: 链表的容量和链表的长度是两个不同的概念

 

3.优点和缺点

  • 优点:

无需为线性表中的逻辑关系增加额外的空间。

可以快速的获取表中合法位置的元素。

 

  • 缺点:

插入和删除操作需要移动大量元素。

当线性表长度变化较大的时候,难以确定存储空间的容量。

 

4.线性表顺序存储案例代码

DynamicArray.h

#ifndef DYNAMIC_ARRAY_H
#define DYNAMIC_ARRAY_H

#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<string.h>

//动态增长内存,策略 将存放数据的内存放到那?堆上
//动态数组 如果5个元素 申请内存 拷贝数据 释放内存6 插入第七个?
//容量capacity表示我的这块内存空间一共可以存放多少元素
//size概念 记录当前数组中具体的元素个数

//动态数组的结构体定义完了
typedef struct DYNAMICARRAY {
	int* pAddr; //存放数据的地址
	int size; //当前有多少个元素
	int capacity; //容量,我容器当前最大能容纳多少元素
}Dynamic_Array;

//写一系列的相关对DYNAMICARRAY结构体操作的函数
//初始化
Dynamic_Array* Init_Array();
//插入
void PushBack_Array(Dynamic_Array* arr, int value);
//根据位置删除
void RemoveByPos_Array(Dynamic_Array* arr, int pos);
//根据值删除
void RemoveByValue_Array(Dynamic_Array* arr, int value);
//查找
int Find_Array(Dynamic_Array* arr, int value);
//打印
void Print_Array(Dynamic_Array* arr);
//释放动态数组的内存
void FreeSpace_Array(Dynamic_Array* arr);
//清空数组
void Clear_Array(Dynamic_Array* arr);
//获得动态数组容量
int Capacity_Array(Dynamic_Array* arr);
//获得动态数据当前元素个数
int Size_Array(Dynamic_Array* arr);
//根据位置获得某个位置元素
int At_Array(Dynamic_Array* arr, int pos);

#endif

DynamicArray.c

#include"DynamicArray.h"

//动态数组的初始化
Dynamic_Array* Init_Array() {
	//申请内存
	Dynamic_Array* myArray = (Dynamic_Array*)malloc(sizeof(Dynamic_Array));
	//初始化
	myArray->size = 0;
	myArray->capacity = 20;
	myArray->pAddr = (int*)malloc(sizeof(int)*myArray->capacity);

	return myArray;
}

//插入
void PushBack_Array(Dynamic_Array* arr, int value) {
	if (arr == NULL) {
		return;
	}
	//判断空间是否足够
	if (arr->size == arr->capacity) {
		//第一步 申请一块更大的内存空间 新空间是旧空间的2倍
		int* newSpace = (int*)malloc(sizeof(int) * arr->capacity * 2);
		//第二步 拷贝数据到新的空间
		memcpy(newSpace, arr->pAddr, arr->capacity * sizeof(int));
		//第三步 释放旧空间的内存
		free(arr->pAddr);
		//更新容量
		arr->capacity = arr->capacity * 2;
		arr->pAddr = newSpace;
	}
	//插入新元素
	arr->pAddr[arr->size] = value;
	arr->size++;
}
//根据位置删除
void RemoveByPos_Array(Dynamic_Array* arr, int pos) {
	if (arr == NULL) {
		return;
	}

	//判断位置是否有效
	if (pos < 0 || pos >= arr->size) {
		return;
	}

	//删除元素
	for (int i = pos; i < arr->size - 1; i++) {
		arr->pAddr[i] = arr->pAddr[i + 1];
	}

	arr->size--;
}
//根据值删除value第一次出现的位置
void RemoveByValue_Array(Dynamic_Array* arr, int value) {
	if (arr == NULL) {
		return;
	}

	//找到值的位置
	int pos = Find_Array(arr, value);
	//根据位置删除
	RemoveByPos_Array(arr, pos);
}
//查找
int Find_Array(Dynamic_Array* arr, int value) {
	if (arr == NULL) {
		return -1;
	}
	//找到值的位置
	int pos = -1;
	for (int i = 0; i < arr->size; i++) {
		if (arr->pAddr[i] == value) {
			pos = i;
			break;
		}
	}

	return pos;
}
//打印
void Print_Array(Dynamic_Array* arr) {
	if (arr == NULL) {
		return;
	}
	for (int i = 0; i < arr->size; i++) {
		printf("%d ", arr->pAddr[i]);
	}
	printf("\n");
}
//释放动态数组的内存
void FreeSpace_Array(Dynamic_Array* arr) {
	if (arr == NULL) {
		return;
	}

	if (arr->pAddr != NULL) {
		free(arr->pAddr);
	}
	free(arr);
}
//清空数组
void Clear_Array(Dynamic_Array* arr) {
	if (arr == NULL) {
		return;
	}
	//pAddr -> 空间
	arr->size = 0;
}
//获得动态数组容量
int Capacity_Array(Dynamic_Array* arr) {
	if (arr == NULL) {
		return -1;
	}
	return arr->capacity;
}
//获得动态数据当前元素个数
int Size_Array(Dynamic_Array* arr) {
	if (arr == NULL) {
		return -1;
	}
	return arr->size;
}
//根据位置获得某个位置元素
int At_Array(Dynamic_Array* arr, int pos) {
	return arr->pAddr[pos];
}

动态数组.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include"DynamicArray.h"

void test01() {
	//初始化动态数组
	Dynamic_Array* myArray = Init_Array();
	//打印容量
	printf("数组容量:%d\n", Capacity_Array(myArray));
	printf("数组大小:%d\n", Size_Array(myArray));
	//插入元素
	for (int i = 0; i < 30; i++) {
		PushBack_Array(myArray, i);
	}
	printf("数组容量:%d\n", Capacity_Array(myArray));
	printf("数组大小:%d\n", Size_Array(myArray));
	//打印
	Print_Array(myArray);

	//删除
	RemoveByPos_Array(myArray, 0);
	RemoveByValue_Array(myArray, 27);
	//打印
	Print_Array(myArray);

	//查找5个位置
	int pos = Find_Array(myArray, 5);
	printf("5查找到:pos:%d %d\n", pos, At_Array(myArray, pos));

	//销毁
	FreeSpace_Array(myArray);
}

int main(void) {
	test01();

	system("pause");
	return 0;
}

 

posted @ 2019-07-15 16:55 Mr.Right-w 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏