[数据结构与算法]【数据结构】顺序表

线性表在逻辑上是线性结构，也就说是连续的一条直线。但是在物理结构上并不一定是连续的，线性表在物理上存储时，通常以数组和链式结构的形式存储

什么是顺序表

顺序表是用一段物理地址连续的存储单元依次存储数据元素的线性结构，一般情况下采用数组存储。在数组上完成数据的增删查改。

• 静态顺序表：使用定长数组存储元素

• 动态顺序表：使用动态开辟的数组存储

顺序表代码实现

静态顺序表只适用于确定知道需要存多少数据的场景。静态顺序表的定长数组导致N定大了，空间开多了浪费，开少了不够用。所以现实中基本都是使用动态顺序表，根据需要动态的分配空间大小，所以下面我们实现动态顺序表

• SeqList.hpp

#pragma once
#include <iostream>
#include <cassert>

namespace ns_Seq{
    template <class T>
    class SeqList{
    private:
        T* arr;
        int size;
        int capacity;

    public:
        SeqList()
        :arr(nullptr)
        ,size(0)
        ,capacity(0)
        {}

    private:

        //检查空间，如果满了，进行增容
        void CheckCapacity(){
            if(size >= capacity){
                //看空间大小是否是0
                T newCapacity = capacity == 0 ? 4 : 2 * capacity;
                //开辟新空间
                T* newArr = new T[newCapacity];

                //把数据拷贝到新空间
                if (arr) {
                    for (int i = 0; i < size; ++i) {
                        newArr[i] = arr[i];
                    }
                }

                //释放原来空间
                delete [] arr;
                //arr指向新空间
                arr = newArr ;
                //更新capacity
                capacity = newCapacity;
            }
        }

    public:
        //顺序表在pos位置插入x
        void insert(size_t pos,const T& val){
            //检查容量
            CheckCapacity();
            assert(pos >= 0 && pos <= size);
            //挪动数据，pos位置后的数据统一后移一位
            for (int i = size; i > pos; --i) {
                arr[i] = arr[i - 1];
            }

            arr[pos] = val;
            size++;
        }

        // 顺序表删除pos位置的值
        void erase(size_t pos){
            assert(pos >= 0 && pos <= size);
            assert(size > 0);//保证顺序表不为空

            //挪动数据，pos位置后的数据统一前移一位
            for(int i = pos; i < size-1; ++i){
                arr[i] = arr[i+1];
            }

            //更新size
            size--;
        }


        //顺序表尾插
        void push_back(const T& val){
            insert(size,val);
        }
        //顺序表尾删
        void pop_back(){
            erase(size);
        }

        //顺序表头插
        void push_front(const T& val){
            insert(0,val);
        }
        //顺序表头删
        void pop_front(){
            erase(0);
        }


        //顺序表查找
        int find(const T& val){
            for(int i = 0; i < size; ++i){
                if(arr[i] == val){
                    return i;
                }
            }
            return -1;
        }
        //顺序表打印
        void printSeq(){
            for(int i = 0; i < size; i++){
                std::cout<< arr[i] << " ";
            }
            std::cout<<std::endl;
        }

    public:
        ~SeqList(){
            delete [] arr;
            size = 0;
            capacity = 0;
        }
    };
}

顺序表问题

• 中间/头部的插入删除，时间复杂度为O(N)
• 增容需要申请新空间，拷贝数据，释放旧空间。会有不小的消耗。
• 增容一般是呈2倍的增长，势必会有一定的空间浪费。例如当前容量为100，满了以后增容到200，我们再继续插入了5个数据，后面没有数据插入了，那么就浪费了95个数据空间

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