大家好！这里是摆子，今天给大家带来的是C语言数据结构开端-顺序表专题，主要介绍了数据结构和动态顺序表的实现，快来看看吧！记得一键三连哦！
1.数据结构的概念
1.1什么是数据结构？
数据结构是计算机存储、组织数据的⽅式。
分开看，由“数据”和“结构”两词组合而成。例如农户养羊🐑，每一只羊都是一个数据，但是面临庞大的羊群，想要找到草原上名叫“咩咩”的⽺很难，但是从⽺圈⾥找到1号⽺就很简单，⽺圈这样的结构有效将⽺群组织起来。
数据结构反映数据的内部构成，即数据由那部分构成，以什么⽅式构成，以及数据元素之间呈现的结构。
总结：
1）能够存储数据（如顺序表、链表等结构）
2）存储的数据能够⽅便查找
1.2为什么需要数据结构？
正如上文所说，若没有妥善的管理方式，要想在草原上找到一只叫“麦麦”的羊很难。
同理，程序中如果不对数据进⾏管理，可能会导致数据丢失、操作数据困难、野指针等情况。通过数据结构，能够有效将数据组织和管理在⼀起。按照我们的⽅式任意对数据进⾏增删改查等操作。
也许你们已经想到了，数组就是最基础的数据结构。
1.3有了数组，为什么还要学习其他的数据结构？
假设数据量⾮常庞⼤，频繁的获取数组有效数据个数会影响程序执⾏效率。
结论：最基础的数据结构能够提供的操作已经不能完全满⾜复杂算法实现。
做个类比：普通餐馆和米其林。都有一个炒土豆丝，普通餐馆起的菜名叫“炒土豆丝”，而米其林起的名字叫“豪华金丝”。他们所用的原料有区别么？显然没有，区别是米其林会通过精美的摆盘，让菜变得看起来更加高档。
数组就是普通餐馆，其他更复杂的数据结构就是米其林，后者提供了更多更复杂的操作，来让管理变得方便，解决复杂算法。
2.顺序表的概念和结构
2.1线性表的概念
线性表指的是具有相同特性的数据结构的集合。
线性表是⼀种在实际中⼴泛使⽤的数据结构，常⻅的线性表：顺序表、链表、栈、队列、字符串… 例如：球类分为足球，篮球，排球等。
2.2两者关联
线性表指的是具有相同特性的数据结构的集合。
1.物理结构：不一定连续
2.逻辑结构：连续
顺序表是线性表的一种。
1.物理结构：连续
2.逻辑结构：连续
3.顺序表的分类
顺序表的底层结构是数组，对数组的封装，实现了常⽤的增删改查等接⼝。
顺序表分为：静态顺序表和动态顺序表。
3.1静态顺序表
概念：使用定长数组存储元素。
定义：
//静态顺序表的定义
struct SeqList
{
int arr[N];//定长数组
int size;//有效数据个数
};
3.2动态顺序表
概念：按需申请空间。
定义：
typedef int SLDataType;
//动态顺序表
typedef struct SeqList
{
SLDataType* arr;
int size;//有效数据个数
int capacity;//空间大小
}SL;
3.3哪个更好呢？
静态顺序表：数组大小给小了，空间不够用；数组大小给大了，空间浪费；
动态顺序表：按需申请空间，不浪费，够用。
因此，动态顺序表更好啦！
4.动态顺序表的实现
4.1定义顺序表结构
4.2初始化/销毁
注意：初始化时，函数传参要传地址
销毁：
注意：释放空间后，还要置为空！
4.3尾插
尾插是封装的第一个功能，其中也有很多坑，将这个掌握好了，后边写剩下的功能就如履平地了。一起来看看如何实现 尾插 吧！
代码解释：
1.断言检查 ：
2.空间检查与扩容：
3.所得知识
4.代码优化
通过将扩容逻辑封装到 SLCheckCapacity 函数中，SLPushBack 函数的逻辑更加清晰，且 SLCheckCapacity 可以在其他地方复用。
void SLCheckCapacity(SL*ps)
{
//插入数据之前先判断空间够不够
if (ps->size == ps->capacity)
{
//申请空间
//malloc calloc realloc 增容realloc ,增容通常是成倍数的增加，一般2，3倍
//三目表达式 真or假 真：默认给4 假：2倍扩容
int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->capacity;
SLDataType* tmp = (SLDataType*)realloc(ps->arr, newCapacity * sizeof(SLDataType));//要申请多大的空间
if (tmp == NULL)
{
perror("realloc fail!");
exit(1);
}
//空间申请成功
ps->arr = tmp;
ps->capacity = newCapacity;
}
}
5.测试功能
养成好习惯，每写好一个功能就立马测试一下，不要堆积测试，最后一堆报错，岂不是炸了吗。
发现当插入空的时候，报错。反推完善代码，插入之前应该检查确保传入的指针ps不为NULL。即1.断言检查。
4.3头插
扩容逻辑已封装为void SLCheckCapacity(SL*ps)函数，插入数据前，直接套用即可
插入数据前，判断是否为NULL;
插入数据后，记得ps->size++
//头插
void SLPushFront(SL* ps, SLDataType x)
{
assert(ps);
SLCheckCapacity(ps);
//整体数组后移一位
for (int i = ps->size; i>0; i--)
{
ps->arr[i] = ps->arr[i - 1];//arr[1]=arr[0]
}
ps->arr[0] = x; //插
ps->size++;
}
4.4尾删/头删
//尾删
void SLPopBack(SL* ps)
{
assert(ps);
assert(ps->size);
--ps->size;
}
//头删
void SLPopFront(SL* ps)
{
assert(ps);
assert(ps->size);
//数据整体前移一位
for (int i = 0; i<ps->size-1; i++)
{
ps->arr[i] = ps->arr[i + 1];//ps->arr[size-2]=ps->arr[size-1]
}
ps->size--;
}
4.5完整代码
SeqList.h
#pragma once
//定义顺序表结构
#define N 100
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>//动态申请内存的头文件
#include<assert.h>
静态顺序表
//struct SeqList
//{
// int arr[N];//定长数组
// int size;//有效数据个数
//};
typedef int SLDataType;
//动态顺序表
typedef struct SeqList
{
SLDataType* arr;
int size;//有效数据个数
int capacity;//空间大小
}SL;//2.
//typedef struct SeqList SL;//1.
//顺序表初始化
void SLInit(SL *ps);
//顺序表销毁
void SLDestroy(SL*ps);
void SLPrint(SL s);
//头部插⼊删除 / 尾部插⼊删除
void SLPushBack(SL* ps, SLDataType x);
void SLPushFront(SL* ps, SLDataType x);
void SLPopBack(SL* ps);
void SLPopFront(SL* ps);
//指定位置之前插⼊/删除数据
void SLInsert(SL* ps, int pos, SLDataType x);
void SLErase(SL* ps, int pos);
int SLFind(SL* ps, SLDataType x);
SeqList.c
#include "SeqList.h"
//顺序表初始化
void SLInit(SL *ps)
{
ps->arr = NULL;
ps->size = ps->capacity= 0;
}
//顺序表的销毁
void SLDestroy(SL* ps)
{
if (ps->arr)
{
free(ps->arr);
}
ps->arr = NULL;
ps->size = ps->capacity = 0;
}
void SLCheckCapacity(SL*ps)
{
//插入数据之前先判断空间够不够
if (ps->size == ps->capacity)
{
//申请空间
//malloc calloc realloc 增容realloc ,增容通常是成倍数的增加，一般2，3倍
//三目表达式 真or假 真：默认给4 假：2倍扩容
int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->capacity;
SLDataType* tmp = (SLDataType*)realloc(ps->arr, newCapacity * sizeof(SLDataType));//要申请多大的空间
if (tmp == NULL)
{
perror("realloc fail!");
exit(1);
}
//空间申请成功
ps->arr = tmp;
ps->capacity = newCapacity;
}
}
//尾插
void SLPushBack(SL* ps, SLDataType x)
{
assert(ps);//等价于assert(ps!=NULL)
//ps->arr[ps->size] = x;
//++ps->size;
//插入数据之前先判断空间够不够
if (ps->size == ps->capacity)
{
//申请空间
//malloc calloc realloc 动态增容realloc ,增容通常是成倍数的增加，一般2，3倍
//三目表达式 真or假 真：默认给4 假：2倍扩容 realloc:申请失败返回null
int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->capacity;
//ps->arr = (SLDataType*)realloc(ps->arr, newCapacity * sizeof(SLDataType));//要申请多大的空间
SLDataType * tmp = (SLDataType*)realloc(ps->arr, newCapacity * sizeof(SLDataType));//要申请多大的空间
if (tmp == NULL)
{
perror("realloc fail!");
exit(1);
}
//空间申请成功
ps->arr = tmp;
ps->capacity = newCapacity;
}
ps->arr[ps->size++] = x;
}
//头插
void SLPushFront(SL* ps, SLDataType x)
{
assert(ps);
SLCheckCapacity(ps);
//整体数组后移一位
for (int i = ps->size; i>0; i--)
{
ps->arr[i] = ps->arr[i - 1];//arr[1]=arr[0]
}
ps->arr[0] = x; //插
ps->size++;
}
//打印
void SLPrint(SL s)
{
for (int i = 0; i < s.size; i++)
{
printf("%d ", s.arr[i]);
}
printf("\n");
}
//尾删
void SLPopBack(SL* ps)
{
assert(ps);
assert(ps->size);
--ps->size;
}
//头删
void SLPopFront(SL* ps)
{
assert(ps);
assert(ps->size);
//数据整体前移一位
for (int i = 0; i<ps->size-1; i++)
{
ps->arr[i] = ps->arr[i + 1];//ps->arr[size-2]=ps->arr[size-1]
}
ps->size--;
}
test.c
#include"SeqList.h"
void SLTest01()
{
SL s1;
SLInit(&s1);//传地址
//增删差改操作
//测试尾插
SLPushBack(&s1,1);
SLPushBack(&s1, 2);
SLPushBack(&s1, 3);
SLPushBack(&s1, 4);
//SLPushBack(NULL, 5);//assert(ps)
SLPrint(s1);
SLPushFront(&s1, 5);
SLPushFront(&s1, 6);
//测试头删
SLPopFront(&s1);
SLPrint(s1);
SLPopFront(&s1);
SLPrint(s1);
SLDestroy(&s1);
}
int main()
{
SLTest01();
return 0;
}