初识线性表之------------静态顺序表
之前在静态顺序表中已经对顺序表的相关知识进行过介绍，在这里就只对不同的地方进行介绍。
首先，先定义顺序表的结构体：
#define DEFAULT_CAPACITY 3
#define DEFAULT_ADD 2
typedef int DataType;
typedef struct SeqList
{
DataType *data; //数据域
int sz; //有效个数
int capacity; //容量
}SeqList, *pSeqList;
与静态顺序表不同的地方在于，由于顺序表是动态的，因此没有最大容量，顺序表的容量表示的是当前容量。当容量不足时，会调用扩容函数，对顺序表进行扩容。同时，顺序表的容量为扩容后的容量。
对于动态顺序表来说，需要实现的功能基本也包括：顺序表的初始化、销毁、插入数据、删除数据、查找数据等，下面一一进行实现。
顺序表的初始化：
//动态顺序表的数据域是动态分配的空间，因此它的表示使用指针实现的
//初始化时，开辟空间的大小为定义的默认空间的大小。
void InitSeqList(pSeqList ps)
{
assert(ps); //确保ps的有效性
ps->data = (DataType *)malloc(DEFAULT_CAPACITY * sizeof(DataType));
if (ps->data == NULL) { //检测开辟空间是否成功
perror("error foe Initialize");
exit(EXIT_FAILURE);
}
ps->sz = 0;
ps->capacity = DEFAULT_CAPACITY; //容量的大小为默认容量的大小
}
顺序表的销毁：
//由于动态顺序表的空间是动态申请的，因此在程序结束时，需要对申请的空间进行释放。
void DestroySeqList(pSeqList ps)
{
assert(ps != NULL); //确保ps有效
free(ps->data); //释放空间
ps->data = NULL; //释放后 data 指向的空间不再属于它，因此需要进行释放
ps->capacity = 0; //置空间为0
ps->sz = 0; //有效数据个数为0
}
顺序表的插入：
动态顺序表的插入与静态顺序表原理相同，也有三种。这里以尾插为例进行说明。
通过上面的对比可以看出，在动态顺序表中，当需要插入元素时，首先进行容量检查。若顺序表已满，则进行扩容，当扩容结束后，再进行元素的插入。若顺序表未满，则直接插入。函数CheckCapacity即用来检测容量以及扩充容量。
void CheckCapacity(pSeqList ps) //检测空间是否占满，若满，则扩容
{
if (ps->sz < ps->capacity) { //如果当前有效元素个数小于顺序表容量
return; //则不进行其他操作，直接退出。
}
//否则，进行扩容。新的空间大小为 ： 当前容量 + 默认增加的个数
//如果realloc函数开辟空间失败，返回的是NULL。
//为了防止扩容失败而导致原顺序表丢失，因此，先用一个临时变量进行扩容，当扩容成功后再进行赋值。
DataType *tmp = (DataType *)realloc(ps->data, sizeof(DataType) * (ps->capacity + DEFAULT_ADD));
if (tmp == NULL) { //检测扩容是否成功
perror("error for realloc");
exit(EXIT_FAILURE);
}
ps->data = tmp; //顺序表指针指向新的空间
ps->capacity += DEFAULT_ADD; //扩容后的容量为当前容量 + 默认增加的个数
}
//头插
void PushFront(pSeqList ps, DataType d)
{
int i = 0;
assert(ps != NULL);
CheckCapacity(ps);
for (i = ps->sz; i > 0; i--) {
ps->data[i] = ps->data[i - 1];
}
ps->data[0] = d;
ps->sz++;
}
//给定元素插入
void Insert(pSeqList ps, int pos, DataType d)
{
int i = 0;
assert(ps != NULL);
if (pos < 0 || pos > ps->sz) {
printf("插入位置错误！\n");
return;
}
CheckCapacity(ps);
for (i = ps->sz; i > pos; i--) {
ps->data[i] = ps->data[i - 1];
}
ps->data[pos] = d;
ps->sz++;
}
顺序表的查找
动态顺序表的查找与静态顺序表的查找相同,
//顺序表的查找只需要像数组查找元素一样遍历数组即可
//如果找到了返回元素所在位置的下标，如果找不到那么返回-1
int Find(pSeqList ps, DataType d)
{
int i = 0;
assert(ps != NULL);
for (i = 0; i < ps->sz; i++) {
if (ps->data[i] == d) {
return i;
}
}
printf("\nNOT FOUND! \n");
return -1;
}
顺序表的查找还可以用二分查找的方式来做，由于二分查找的前提是有序，因此首先需要对顺序表进行排序。
void Sort(pSeqList ps)
{
int flag = 0;
int i = 0;
int j = 0;
for (i = 0; i < ps->sz - 1; i++) {
for (j = 0; j < ps->sz - i - 1; j++) {
if (ps->data[j] > ps->data[j + 1]) {
DataType tmp = ps->data[j];
ps->data[j] = ps->data[j + 1];
ps->data[j + 1] = tmp;
flag = 1;
}
}
if (flag == 0) {
break;
}
}
}
int BinarySearch(pSeqList ps, DataType d)
{
int mid = 0;
int left = 0;
int right = ps->sz - 1;
assert(ps != NULL);
while (left <= right)
{
mid = left + ((right - left) >> 1);
if (d < ps->data[mid]) {
right = mid - 1;
}
else if (d > ps->data[mid]) {
left = mid + 1;
}
else {
return mid;
}
}
return -1;
}
顺序表的删除
动态顺序表的删除也与静态顺序表相同：
//头删
void PopFront(pSeqList ps)
{
int i = 0;
assert(ps != NULL);
if (ps->sz == 0) {
return;
}
for (i = 0; i < ps->sz - 1; i++) {
ps->data[i] = ps->data[i + 1];
}
ps->sz--;
}
//尾删
void PopBack(pSeqList ps)
{
if (ps->sz == 0) {
return;
}
ps->sz--;
}
//删除首个指定元素
void Remove(pSeqList ps, DataType d)
{
int i = 0;
assert(ps != NULL);
i = Find(ps, d);
if (i == -1) {
printf("CAN'T REMOVE");
return;
}
for (; i < ps->sz - 1; i++) {
ps->data[i] = ps->data[i + 1];
}
ps->sz--;
}
//删除所有指定元素
void RemoveALL(pSeqList ps, DataType d)
{
int i = 0;
int j = 0;
assert(ps != NULL);
for (i = 0; i < ps->sz; i++) {
if (ps->data[i] != d) {
ps->data[j] = ps->data[i];
j++;
}
}
ps->sz = j;
}
最后是顺序表的几个状态函数：
//顺序表元素个数
int SeqList_Size(const pSeqList ps)
{
return ps->sz;
}
//顺序表是否为空
bool SeqListEmpty(const pSeqList ps)
{
return ps->sz == 0;
}
//顺序表是否满
bool SeqListFull(const pSeqList ps)
{
return ps->sz == ps->capacity;
}