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表的数据元素。
线性表 （a1，a2，……，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:%dn", Capacity_Array(myArray));
printf("数组大小:%dn", Size_Array(myArray));
//插入元素
for (int i = 0; i < 30; i++) {
PushBack_Array(myArray, i);
}
printf("数组容量:%dn", Capacity_Array(myArray));
printf("数组大小:%dn", 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 %dn", pos, At_Array(myArray, pos));
//销毁
FreeSpace_Array(myArray);
}
int main(void) {
test01();
system("pause");
return 0;
}
