[数据结构与算法] (C语言)实现顺序表的基本操作(注释很详细)

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[数据结构与算法](C语言)实现顺序表的基本操作(注释很详细)

创建一个结构体用于存放顺序表相关数据

#define SEQTYPE int
typedef struct SeqList
{
	SEQTYPE* data;
	int size;		//有效数据个数
	int capacity;	//容量
}SeqList;

初始化顺序表

void SeqListInit(SeqList* pq)
{
	CheckNull(pq);

	pq->data = NULL;
	pq->capacity = 0;
	pq->size = 0;
}

插入元素

插入到表头；
插入到指定位置；
插入到尾部；

先检查容量是否够用

void CheckCapacity(SeqList* pq)
{
	CheckNull(pq);
	
	//如果空间满了，扩容
	if (pq->size >= pq->capacity)
	{
		int newcapacity = pq->capacity == 0 ? 4 : pq->capacity * 2;

		SEQTYPE* new = (SEQTYPE*)realloc(pq->data, sizeof(SEQTYPE) * newcapacity);
		if (new == NULL)
		{
			perror("realloc");
			exit(-1);
		}

		pq->data = new;
		pq->capacity = newcapacity;

	}
	puts("增容成功");
}

//往顺序表指定位置插入数据
void SeqListInsert(SeqList* pq, int pos)
{
	CheckNull(pq);
	assert(pos <= pq->size);
	SEQTYPE InsertVal;
	if (pos == -1)
	{
		printf("请分别输入添加的数据和位置,空格隔开:>");
		scanf("%d %d", &InsertVal, &pos);
		if (pos > pq->size)
		{
			printf("请正确输入\n");
			return;
		}
	}
	else
	{
		printf("请输入添加的数据:>");
		scanf("%d", &InsertVal);
	}
	//检查容量是否足够
	CheckCapacity(pq);


	//插入数据
	int end = pq->size;
	int begin = pos;

	while (begin < end)
	{
		pq->data[end] = pq->data[end - 1];
		--end;
	}
	pq->data[pos] = InsertVal;
	++pq->size;
	printf("添加成功\n");
}

//往顺序表末位置插入数据
void SeqListPushBack(SeqList* pq)
{
	CheckNull(pq);
	SeqListInsert(pq, pq->size);
}

//往顺序表首位置插入数据
void SeqListPushFront(SeqList* pq)
{
	CheckNull(pq);
	SeqListInsert(pq, 0);
}

删除元素

删除首元素；
删除指定位置元素；
删除尾部元素；

//从顺序表指定位置删除数据
void SeqListErase(SeqList* pq, int pos)
{
	CheckNull(pq);

	if (pos == -1)
	{
		printf("请输入要删除数据的位置:>");
		scanf("%d", &pos);
		if (pos < 0 || pos >= pq->size)
		{
			printf("请正确输入\n");
			return;
		}
	}

	int begin = pos;
	int end = pq->size - 1;
	while (begin < end)
	{
		pq->data[begin] = pq->data[begin + 1];
		++begin;
	}

	--pq->size;
	puts("删除成功");
}

//从顺序表末位置删除数据
void SeqListPophBack(SeqList* pq)
{
	CheckNull(pq);
	SeqListErase(pq, pq->size - 1);
}

//从顺序表首位置删除数据
void SeqListPophFront(SeqList* pq)
{
	CheckNull(pq);
	SeqListErase(pq, 0);
}

元素修改

找到目标元素；
直接修改该元素的值；

//修改顺序表指定位置数据
void SeqListModify(SeqList* pq)
{
	CheckNull(pq);
	int pos;
	SEQTYPE x;
	printf("请输入修改的位置和新的数据,空格隔开:>");
	scanf("%d %d", &pos, &x);
	if (pos < 0 && pos >= pq->size)
	{
		printf("请正确输入\n");
		return;
	}


	pq->data[pos] = x;
	puts("修改成功");
}

查找元素

查找目标元素，算法多种，比如二分，插值等等，这里使用顺序查找算法，具体代码如下：

//查找所需数据是否存在顺序表中
void SeqListFindData(SeqList* pq)
{
	CheckNull(pq);
	SEQTYPE x;

	printf("请输入要查找的数据:>");
	scanf("%d", &x);

	for (int i = 0; i < pq->size; i++)
	{
		if (pq->data[i] == x)
		{
			printf("所需查询数据存在,下标为:>%d\n", i);
			return;
		}
	}
	printf("找不到\n");

}

排序元素

//排序顺序表
void SeqListSort(SeqList* pq)
{
	CheckNull(pq);

	int option = 0;
	printf("输入0为升序，1为降序:>");
	scanf("%d", &option);

	for (int i = 0; i < pq->size - 1; i++)
	{
		for (int j = 0; j < pq->size - i - 1; j++)
		{
			if (pq->data[j] > pq->data[j + 1])
			{
				SEQTYPE tmp = pq->data[j];
				pq->data[j] = pq->data[j + 1];
				pq->data[j + 1] = tmp;
			}
		}
	}

	if (option)
	{
		SeqListReverse(pq);
		return;
	}

}

元素反转

//顺序表反转
void SeqListReverse(SeqList* pq)
{
	CheckNull(pq);

	int left = 0;
	int right = pq->size - 1;

	while (left < right)
	{
		SEQTYPE tmp = pq->data[left];
		pq->data[left] = pq->data[right];
		pq->data[right] = tmp;
		++left;
		--right;
	}

}

源码

以上是顺序表常用的功能操作，下面附上完整代码，VS2019环境

SeqList.c

#include "SeqList.h"


void CheckNull(SeqList* pq)
{
	if (pq == NULL)
	{
		perror("pq::");
		exit(-1);
	}
}

//初始化顺序表
void SeqListInit(SeqList* pq)
{
	CheckNull(pq);

	pq->data = NULL;
	pq->capacity = 0;
	pq->size = 0;
}


void SeqListDestory(SeqList* pq)
{
	CheckNull(pq);

	free(pq->data);
	pq->data = NULL;

	pq->size = 0;
	pq->capacity = 0;

}

void CheckCapacity(SeqList* pq)
{
	CheckNull(pq);
	
	//如果空间满了，扩容
	if (pq->size >= pq->capacity)
	{
		int newcapacity = pq->capacity == 0 ? 4 : pq->capacity * 2;

		SEQTYPE* new = (SEQTYPE*)realloc(pq->data, sizeof(SEQTYPE) * newcapacity);
		if (new == NULL)
		{
			perror("realloc");
			exit(-1);
		}

		pq->data = new;
		pq->capacity = newcapacity;

	}
	puts("增容成功");
}

void SeqListPrint(SeqList* pq)
{
	CheckNull(pq);
	if (pq->size == 0)
		printf("\n");
	else
	{
		for (int i = 0; i < pq->size; i++)
		{
			printf("%d ", pq->data[i]);
		}
		puts("\n--------------------------------------");
	}

}

//往顺序表末位置插入数据
void SeqListPushBack(SeqList* pq)
{
	CheckNull(pq);
	SeqListInsert(pq, pq->size);
}

//往顺序表首位置插入数据
void SeqListPushFront(SeqList* pq)
{
	CheckNull(pq);
	SeqListInsert(pq, 0);
}

//往顺序表指定位置插入数据
void SeqListInsert(SeqList* pq, int pos)
{
	CheckNull(pq);
	assert(pos <= pq->size);
	SEQTYPE InsertVal;
	if (pos == -1)
	{
		printf("请分别输入添加的数据和位置,空格隔开:>");
		scanf("%d %d", &InsertVal, &pos);
		if (pos > pq->size)
		{
			printf("请正确输入\n");
			return;
		}
	}
	else
	{
		printf("请输入添加的数据:>");
		scanf("%d", &InsertVal);
	}
	//检查容量是否足够
	CheckCapacity(pq);


	//插入数据
	int end = pq->size;
	int begin = pos;

	while (begin < end)
	{
		pq->data[end] = pq->data[end - 1];
		--end;
	}
	pq->data[pos] = InsertVal;
	++pq->size;
	printf("添加成功\n");

}

//从顺序表指定位置删除数据
void SeqListErase(SeqList* pq, int pos)
{
	CheckNull(pq);

	if (pos == -1)
	{
		printf("请输入要删除数据的位置:>");
		scanf("%d", &pos);
		if (pos < 0 || pos >= pq->size)
		{
			printf("请正确输入\n");
			return;
		}
	}

	int begin = pos;
	int end = pq->size - 1;
	while (begin < end)
	{
		pq->data[begin] = pq->data[begin + 1];
		++begin;
	}

	--pq->size;
	puts("删除成功");

}

//从顺序表末位置删除数据
void SeqListPophBack(SeqList* pq)
{
	CheckNull(pq);
	SeqListErase(pq, pq->size - 1);
}

//从顺序表首位置删除数据
void SeqListPophFront(SeqList* pq)
{
	CheckNull(pq);
	SeqListErase(pq, 0);
}

//修改顺序表指定位置数据
void SeqListModify(SeqList* pq)
{
	CheckNull(pq);
	int pos;
	SEQTYPE x;
	printf("请输入修改的位置和新的数据,空格隔开:>");
	scanf("%d %d", &pos, &x);
	if (pos < 0 && pos >= pq->size)
	{
		printf("请正确输入\n");
		return;
	}


	pq->data[pos] = x;
	puts("修改成功");
}

//查找顺序表指定位置数据
void SeqListFindPos(SeqList* pq)
{
	CheckNull(pq);
	int pos;
	printf("请输入要查找数据的位置:>");
	scanf("%d", &pos);
	if (pos < 0 && pos >= pq->size)
	{
		printf("请正确输入\n");
		return;
	}

	for (int i = 0; i < pq->size; i++)
	{
		if (pq->data[i] == pq->data[pos])
		{
			printf("查找位置的数据为:>%d\n", pq->data[pos]);
			break;
		}
	}

}

//查找所需数据是否存在顺序表中
void SeqListFindData(SeqList* pq)
{
	CheckNull(pq);
	SEQTYPE x;

	printf("请输入要查找的数据:>");
	scanf("%d", &x);

	for (int i = 0; i < pq->size; i++)
	{
		if (pq->data[i] == x)
		{
			printf("所需查询数据存在,下标为:>%d\n", i);
			return;
		}
	}
	printf("找不到\n");

}



//排序顺序表
void SeqListSort(SeqList* pq)
{
	CheckNull(pq);

	int option = 0;
	printf("输入0为升序，1为降序:>");
	scanf("%d", &option);

	for (int i = 0; i < pq->size - 1; i++)
	{
		for (int j = 0; j < pq->size - i - 1; j++)
		{
			if (pq->data[j] > pq->data[j + 1])
			{
				SEQTYPE tmp = pq->data[j];
				pq->data[j] = pq->data[j + 1];
				pq->data[j + 1] = tmp;
			}
		}
	}

	if (option)
	{
		SeqListReverse(pq);
		return;
	}

}


//顺序表反转
void SeqListReverse(SeqList* pq)
{
	CheckNull(pq);

	int left = 0;
	int right = pq->size - 1;

	while (left < right)
	{
		SEQTYPE tmp = pq->data[left];
		pq->data[left] = pq->data[right];
		pq->data[right] = tmp;
		++left;
		--right;
	}

}

test.c

#include "SeqList.h"



void menu()
{
	printf("######################################################\n");
	printf("#####       1.  Print        2.  Insert          #####\n");
	printf("#####       3.  PushFront    4.  PushBack        #####\n");
	printf("#####       5.  PopFront     6.  PopBack         #####\n");
	printf("#####       7.  FindPos      8.  FindData        #####\n");
	printf("#####       9.  Modify       10. Erase           #####\n");
	printf("#####       11. EMPTY        12. Sort            #####\n");
	printf("#####       13. Reverse      0.  Exit            #####\n");
	printf("######################################################\n");
}

enum Option
{
	EXIT,
	PRINT,
	INSERT,
	PUSHFRONT,
	PUSHBACK,
	POPFRONT,
	POPBACK,
	FINDPOS,
	FINDDATA,
	MODIFY,
	ERASE,
	EMPTY,
	SORT,
	REVERSE,
};

int main()
{
	int option = 0;
	int posi = -1;

	SeqList s;

	SeqListInit(&s);

	do
	{
		menu();
		printf("请选择:>");
		scanf("%d", &option);
		switch (option)
		{
		case PRINT:
			SeqListPrint(&s);
			break;

		case INSERT:
			SeqListInsert(&s, posi);
			break;

		case PUSHFRONT:
			SeqListPushFront(&s);
			break;

		case PUSHBACK:
			SeqListPushBack(&s);
			break;

		case POPFRONT:
			SeqListPophFront(&s);
			break;

		case POPBACK:
			SeqListPophBack(&s);
			break;

		case FINDPOS:
			SeqListFindPos(&s);
			break;

		case FINDDATA:
			SeqListFindData(&s);
			break;
		case MODIFY:
			SeqListModify(&s);
			break;

		case ERASE:
			SeqListErase(&s, posi);
			break;

		case EMPTY:
			SeqListDestory(&s);
			break;

		case SORT:
			SeqListSort(&s);
			break;

		case REVERSE:
			SeqListReverse(&s);
			break;

		case EXIT:
			SeqListDestory(&s);
			printf("退出\n");
			break;

		default:
			printf("请正确输入\n");
			break;
		}
	} while (option);

	return 0;
}

SeqList.h

#pragma once

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>


//

#define SEQTYPE int
typedef struct SeqList
{
	SEQTYPE* data;
	int size;		//有效数据个数
	int capacity;	//容量
}SeqList;

//初始化顺序表
void SeqListInit(SeqList* pq);

//销毁顺序表
void SeqListDestory(SeqList* pq);

//打印顺序表
void SeqListPrint(SeqList* pq);

//往顺序表指定位置插入数据
void SeqListInsert(SeqList* pq, int pos);

//往顺序表末位置插入数据
void SeqListPushBack(SeqList* pq);

//往顺序表首位置插入数据
void SeqListPushFront(SeqList* pq);

//从顺序表指定位置删除数据
void SeqListErase(SeqList* pq, int pos);

//从顺序表末位置删除数据
void SeqListPophBack(SeqList* pq);

//从顺序表首位置删除数据
void SeqListPophFront(SeqList* pq);


//修改顺序表指定位置数据
void SeqListModify(SeqList* pq);


//查找顺序表指定位置数据
void SeqListFindPos(SeqList* pq);

//查找所需数据是否存在顺序表中
void SeqListFindData(SeqList* pq);

//排序顺序表
void SeqListSort(SeqList* pq);

//顺序表反转
void SeqListReverse(SeqList* pq);

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