数据结构-Data Structure （顺序表专题）

标题数据结构概念数据结构是计算机存储、组织数据的方式。它是指相互之间存在⼀种或多种特定关系的数据元素的集合。分为线性结构和非线性结构。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。按照自己的方式可以任意对数据进行增删改查等操作。线性结构概念线性结构是数据元素之间存在一对一线性关系的数据结构所有元素按前后次序排成一条连续的 “线性序列”。线性结构在物理结构上不一定是连续的但在逻辑结构上一定是连续的。常见类型顺序表列表栈队列字符串,,,顺序表概念顺序表是采用一段连续的内存空间依次存储数据元素的线性结构基于数组实现元素的逻辑顺序与物理存储顺序完全一致。分类静态顺序表概念使用定长数组存储元素。#define N 100 typedef struct Seqlist { int arr[N]; //定长数组 int size; //定义有效数据的个数 }SL;动态顺序表typedef struct Seqlist { int* arr; //定长数组 int size; //定义有效数据的个数 int capacity; //定义可变空间大小 }SL;动态顺序表的实现创建//定义顺序表的结构 typedef int SLtype; //定义宏 顺序表类型 //定义动态顺序表 typedef struct Seqlist { SLtype* arr; SLtype size; SLtype capacity; }SL;初始化//初始化 void SLinit(SL* ps); //定义指针变量来接受地址传参进行初始化 void SLinit(SL* ps) { ps-arr NULL; ps-size ps-capacity 0; }打印//打印 void SLprint(SL s); void SLprint(SL s) { for ( int i 0; i s.size; i) { printf(%d , s.arr[i]); } printf(\n); }插入//插入 void SLpushback(SL* ps, SLtype x); //尾部插入 void SLpushfront(SL* ps, SLtype x); //头部插入 void checkcapacity(SL* ps) { if (ps-capacity ps-size) //如果相等需要申请空间 { //malloc calloc relloc- 涉及增容 //三目表达式 //将初始化的capacity空间大小设值,若为0初始化为4若不为0设值为两倍增容 int newcapacity ps-capacity 0 ? 4 : 2 * ps-capacity; //增容一般使用倍数增容方式这里使用最常见的两倍增容。 SLtype* tmp (SLtype*)realloc(ps-arr, newcapacity * 2 * sizeof(SLtype)); if (tmp NULL) { perror(realloc fail!); exit(1); } ps-arr tmp; ps-capacity newcapacity; } } void SLpushback(SL* ps, SLtype x) { /*ps-arr[ps-size] x; ps-size;*/ /*if (ps NULL) { return; }*/ assert(ps); //判断空间大小是否足够 checkcapacity(ps); ps-arr[ps-size] x; } void SLpushfront(SL* ps, SLtype x) { assert(ps); checkcapacity(ps); //将顺序表数据整体向后挪动 for ( int i ps-size ;i0;i--) { ps-arr[i] ps-arr[i - 1]; } ps-arr[0] x; ps-size; }删除//删除 void SLpopback(SL* ps); //尾部删除 void SLpopfront(SL* ps); //头部删除 void SLpopback(SL* ps) { assert(ps); //判断顺序表是否为空 assert(ps-size); //ps-arr[ps-size - 1] -1; --ps-size; } void SLpopfront(SL* ps) { assert(ps); assert(ps-size); for ( int i 0; i ps-size-1; i) { ps-arr[i] ps-arr[i 1]; } ps-size--; }销毁//销毁 void SLdestroy(SL* ps); void SLdestroy(SL* ps) { if (ps-arr) { free(ps-arr); } ps-arr NULL; ps-size ps-capacity 0; }指定位置插入//指定位置插入 void SLInsert(SL* ps, int pos, SLType x); void SLInsert(SL* ps, int pos, SLType x) { assert(ps); assert(pos 0 pos ps-size); SLCheckCapacity(ps); for (int i ps-size; i pos; i--) { ps-arr[i] ps-arr[i - 1]; } ps-arr[pos] x; ps-size; }指定位置删除//指定位置删除 void SLErase(SL* ps, int pos); void SLErase(SL* ps, int pos) { assert(ps); assert(pos 0 pos ps-size); for (int i pos; i ps-size-1; i) { ps-arr[i] ps-arr[i 1]; } ps-size--; }查找//查找 int SLFind(SL* ps, SLType x); int SLFind(SL* ps, SLType x) { assert(ps); for ( int i 0; i ps-size; i) { if (ps-arr[i] x) { return i; } } return -1; } //测试 int find SLFind(s1,3); if (find 0) { printf(no found!); } else { printf(find it! The subscript is %d, find); }完整代码如下1. 顺序表头文件 seqlist.h 定义#pragma once #include stdio.h #include stdlib.h #include assert.h //顺序表 //创建 typedef int SLType; //指定类型 typedef struct seqlist { SLType* arr; int size; int capacity; }SL; //指定顺序表名称为SL //初始化 void SLInit(SL* ps); //打印 void SLPrint(SL s); //销毁 void SLDestroy(SL* ps); //头插 void SLPushFront(SL* ps,SLType x); //尾插 void SLPushBack(SL* ps, SLType x); //头删 void SLPopFront(SL* ps); //尾删 void SLPopBack(SL* ps); //指定位置插入 void SLInsert(SL* ps, int pos, SLType x); //指定位置删除 void SLErase(SL* ps, int pos); //查找 int SLFind(SL* ps, SLType x);2.执行源文件seqlist.c#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1 #include seqlist.h //初始化 void SLInit(SL* ps) { ps-arr NULL; ps-capacity ps-size 0; } //打印 void SLPrint(SL s) { for (int i 0; i s.size; i) { printf(%d , s.arr[i]); } printf(\n); } //销毁 void SLDestroy(SL* ps) { if (ps-arr) { free(ps-arr); } ps-size ps-capacity 0; } //申请空间 void SLCheckCapacity(SL* ps) { if (ps-sizeps-capacity) { int newcapacity ps-capacity 0 ? 4 : 2 * ps-capacity; SLType* tmp (SLType*)realloc(ps-arr, newcapacity*sizeof(SLType)); if (tmp NULL) { perror(realloc fail!); } ps-arr tmp; ps-capacity newcapacity; } } //头插 void SLPushFront(SL* ps, SLType x) { //申请空间 assert(ps); SLCheckCapacity(ps); for (int ips-size;i0;i--) { ps-arr[i] ps-arr[i - 1]; } ps-arr[0] x; ps-size; } //尾插 void SLPushBack(SL* ps, SLType x) { assert(ps); SLCheckCapacity(ps); ps-arr[ps-size] x; } //头删 void SLPopFront(SL* ps) { assert(ps); assert(ps-size); for (int i 0; i ps-size-1; i) { ps-arr[i] ps-arr[i 1]; } ps-size--; } //尾删 void SLPopBack(SL* ps) { assert(ps); assert(ps-size); --ps-size; } //指定位置插入 void SLInsert(SL* ps, int pos, SLType x) { assert(ps); assert(pos 0 pos ps-size); SLCheckCapacity(ps); for (int i ps-size; i pos; i--) { ps-arr[i] ps-arr[i - 1]; } ps-arr[pos] x; ps-size; } //指定位置删除 void SLErase(SL* ps, int pos) { assert(ps); assert(pos 0 pos ps-size); for (int i pos; i ps-size-1; i) { ps-arr[i] ps-arr[i 1]; } ps-size--; } //查找 int SLFind(SL* ps, SLType x) { assert(ps); for ( int i 0; i ps-size; i) { if (ps-arr[i] x) { return i; } } return -1; }3.测试文件test.c#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1 #include seqlist.h void test01() { SL s1; SLInit(s1); SLPushBack(s1, 1); SLPushBack(s1, 2); SLPrint(s1); SLPushFront(s1, 3); SLPushFront(s1, 4); SLPrint(s1); SLPopBack(s1); SLPrint(s1); SLPopFront(s1); SLPrint(s1); SLInsert(s1, 0, 6); SLPrint(s1); SLInsert(s1,s1.size, 9); SLPrint(s1); SLInsert(s1, 1, 7); SLPrint(s1); SLErase(s1, 3); SLPrint(s1); SLErase(s1, s1.size); SLPrint(s1); SLErase(s1, 0); SLPrint(s1); int find SLFind(s1,3); if (find 0) { printf(no found!); } else { printf(find it! The subscript is %d, find); } } int main() { test01(); return 0; }代码运行结果如下图所示通讯录项目数据结构设计定义通讯录中联系人的结构体如姓名、电话、地址等字段顺序表的存储结构及容量管理策略静态数组或动态扩容核心功能实现初始化通讯录分配内存或设置初始容量添加联系人检查容量并插入数据删除联系人查找并移除数据处理后续元素移位查找联系人按姓名或关键字遍历搜索修改联系人信息定位后更新字段显示所有联系人遍历输出代码实现定义通讯录结构体 c.h#pragma once //定义通讯录联系人结构体 //姓名 性别 年龄 电话 地址 #define NM 20 #define GM 10 #define AM #define TM 20 #define ADM 100 typedef struct PersonInfo { char name[NM]; char gender[GM]; int age; char tel[TM]; char addr[ADM]; }Peo;在顺序表头文件当中指定类型 s.htypedef Peo SLType; //指定类型对通讯录进行操作 c.h//对通讯录进行操作 // //前置声明 typedef struct seqlist contact; //初始化 void ContactInit(contact* con); //销毁 void ContactDestroy(contact* con); //插入数据 void ContactInsert(contact* con); //删除数据 void ContactErase(contact* con); //修改数据 void ContactModify(contact* con); //查找数据 void ContactFind(contact* con); //打印显示 void ContactShow(contact* con);通讯录初始化 .cvoid ContactInit(contact* con) { SLInit(con); //直接调用即可 }添加数据void ContactAdd(contact* con) { //获取用户输入信息 姓名 性别 年龄 电话 住址 Peo info; printf(please input name:\n); scanf(%s, info.name); printf(please input gender:\n); scanf(%s, info.gender); printf(please input age:\n); scanf(%d, info.age); printf(please input telephone:\n); scanf(%s, info.tel); printf(please input address:\n); scanf(%s, info.addr); //添加数据 SLPushBack(con, info); }删除数据int FindName(contact* con,char name[]) { for (int i 0; i con-size; i) { if (0 strcmp(con-arr[i].name,name)) //找到 { return i; } } return -1; //没有找到 } void ContactErase(contact* con) { char name[NM]; printf(please input name that need delete:\n); scanf(%s, name); //利用查找方式判断数据是否存在 int find FindName(con, name); if (find 0) { printf(not found!\n); return; } SLErase(con, find); //根据返回下标执行删除 printf(delete done!\n); }修改数据void ContactModify(contact* con) { char name[NM]; printf(please input name that need modify:\n); scanf(%s, name); int find FindName(con, name); if (find 0) { printf(not found!\n); return; } printf(please input new name:\n); scanf(%s, con-arr[find].name); printf(please input new gender:\n); scanf(%s, con-arr[find].gender); printf(please input new age:\n); scanf(%d, con-arr[find].age); printf(please input new telephone:\n); scanf(%s, con-arr[find].tel); printf(please input new address:\n); scanf(%s, con-arr[find].addr); }查找数据void ContactFind(contact* con) { char name[NM]; printf(please input name that need find\n); scanf(%s, name); int find FindName(con, name); if (find 0) { printf(not found!\n); return; } //表头打印 printf(%s %s %s %s %s\n, 姓名, 性别, 年龄, 电话, 住址); printf(%s %s %d %s %s\n, con-arr[find].name, con-arr[find].gender, con-arr[find].age, con-arr[find].tel, con-arr[find].addr ); }展示数据void ContactShow(contact* con) { printf(%s %s %s %s %s\n, 姓名, 性别, 年龄, 电话, 住址); for (int i 0; i con-size; i) { printf(%s %s %d %s %s\n, con-arr[i].name, con-arr[i].gender, con-arr[i].age, con-arr[i].tel, con-arr[i].addr ); } }通讯录销毁void ContactDestroy(contact* con) { SLDestroy(con); }建立通讯录菜单void menu() { printf(*******************通讯录******************\n); printf(********1.添加联系人 2.删除联系人*********\n); printf(********3.修改联系人 4.查找联系人*********\n); printf(********5.展示联系人 0.退出系统 *********\n); printf(*******************************************\n); }部分效果展示主函数执行代码如下int main() { int op -1; contact con; ContactInit(con); do{ menu(); printf(please choose a option!\n); scanf(%d, op); switch (op) { case 1: ContactAdd(con); break; case 2: ContactErase(con); break; case 3: ContactModify(con); break; case 4: ContactFind(con); break; case 5: ContactShow(con); break; case 0: printf(exit!\n); break; default: break; } } while (op !0 ); ContactDestroy(con); return 0; }