C语言实现顺序表

2023-11-18

线性表是数据结构中的逻辑结构。线性表采用顺序存储的方式存储就称之为顺序表，数组是顺序表在实际编程中的具体实现方式之一，本篇主要介绍顺序表，顺序表的创建、添加元素、删除元素、遍历输出等操作。

1、创建顺序表

1.1定义顺序表结构体

结构体包含三个成员arr_base、cap、len。arr_base定义顺序表第一个元素的地址。Cap：定义顺序表可容纳元素的个数。Len：定义顺序表有效元素的个数。

typedef struct
{
	int *arr_base; //定义顺序表的第一个元素的地址 
	int cap; //定义顺序表可容纳元素的个数 
	int len; //定义顺序表有效元素的个数	
}Array,*PArray;

1.2 顺序表初始化函数

该函数需要输入最大容纳元素个数，初始化线性表指针、为顺序表数据段申请内存空间，定义结构体成员初始值，返回创建好线性表指针。

PArray Array_Init(int cap)
{
	PArray parr = (PArray)malloc(sizeof(Array));
	if(NULL == parr)
	{
		return NULL;
	}
	parr->arr_base = (int*)malloc(cap * sizeof(int));
	if(NULL == parr->arr_base)	
	{
		return NULL;
	}
	parr->cap = cap;
	parr->len = 0;
	return parr;
}

2、顺序表添加元素

2.1 顺序表追加元素

追加是在顺序表的最后添加元素，追加函数需要两个输入参数，线性表的指针(parr)和数据（data），主要完成两个功能，首先判断顺序表是否已满，如果没有满则添加元素，有效元素个数加1。

int Array_Append(PArray parr,int data)//最后添加元素 
{
	if(parr->len >= parr->cap)
	{
		return 0;
	}
	parr->arr_base[parr->len] = data;
	parr->len++;
	return 1;	
}

2.2 顺序表插入元素

插入元素需要三个输入参数，线性表指针(parr)、插入的位置(pos)、数据(data)，其中pos的范围为0<=pos<len。插入算法说明：

顺序表原始元素为 1，2，3此时len = 3，假设插入的位置pos = 0，data = 5；

首先将len (3)位置的元素替换为len-1(2)位置的元素：1，2，3，3

将len-1 (2)位置的元素替换为len-2(1)位置的元素：1，2，2，3

将len-2 (1)位置的元素替换为len-3(0)位置的元素：1，1，2，3

将pos位置的元素替换为data：5，1，2，3

最后有效元素个数加1。

int Array_Insert(PArray parr,int pos,int data)//pos范围是0到parr->len - 1 
{
	int i = 0;
	if((pos < 0) || ((pos > parr->len - 1) && (parr->len > 0)) || (parr ->len == parr->cap))
	{	
		return 0;	
	}
	for(i = parr->len - 1;i >= pos;i--)
	{
		parr->arr_base[i + 1] = parr->arr_base[i];
	}
	parr->arr_base[pos] = data;
	parr->len++;
	return 1;	
}

4、顺序表删除元素

删除元素需要两个输入参数，线性表指针(parr)、数据(data)，首先根据数据查找数据的索引位置，最后根据索引位置删除元素。

4.1 查找数据返回元素所在的索引

循环遍历索引数据，如果查找到返回数据元素的索引值，如果没有查找返回-1，如果顺序表中有多个相同的数据，返回第一次找到数据元素的索引值。

int Array_Find(PArray parr,int data)//查找元素 
{
	int i = -1;
	for(i = 0;i < parr->len;i++)
	{
		if(data == parr->arr_base[i])
		{
			break;
		}
	}
	if(i == parr->len)
	{
		return -1;
	}
	return i;
}

4.2 删除元素

删除算法说明：

顺序表原始元素为 1，2，3此时len = 3，假设要删除的data = 1；

首先查找data返回元素所在的索引pos(0)

将pos (0)位置的元素替换为pos+1(1)位置的元素：2，2，3

将pos+1 (1)位置的元素替换为pos+2(2)位置的元素：2，3，3

最后有效元素个数减1：2，3

int Array_Delete(PArray parr,int data)
{
	int i = 0;
	int pos = Array_Find(parr,data);
	if(pos < 0)
	{
		return 0;
	} 
	if((pos < 0) || (pos > parr->len - 1) || (parr ->len == parr->cap))
	{
		return 0;	
	}
	for(i = pos;i < parr->len - 1;i++)  
	{
		parr->arr_base[i] = parr->arr_base[i + 1];
	}
	parr->len--;
	return 1;	
}

5、顺序表遍历输出

需要传入线性表的指针parr，从索引0开始一直到len-1，循环输出所有元素。

void Array_Print(PArray parr)
{
	int i = 0;
	for(;i < parr->len;i++)
	{
		printf("%d ",parr->arr_base[i]);
	}
	printf("\n");
}

6、全部代码

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

typedef struct
{
	int *arr_base; //定义顺序表的第一个元素的地址 
	int cap; //定义顺序表可容纳元素的个数 
	int len; //定义顺序表有效元素的个数	
}Array,*PArray;

PArray Array_Init(int cap)
{
	PArray parr = (PArray)malloc(sizeof(Array));
	if(NULL == parr)
	{
		return NULL;
	}
	parr->arr_base = (int*)malloc(cap * sizeof(int));
	if(NULL == parr->arr_base)	
	{
		return NULL;
	}
	parr->cap = cap;
	parr->len = 0;
	return parr;
}

void Array_Print(PArray parr)
{
	int i = 0;
	for(;i < parr->len;i++)
	{
		printf("%d ",parr->arr_base[i]);
	}
	printf("\n");
}

int Array_Append(PArray parr,int data)//最后添加元素 
{
	if(parr->len >= parr->cap)
	{
		return 0;
	}
	parr->arr_base[parr->len] = data;
	parr->len++;
	return 1;	
}

int Array_Insert(PArray parr,int pos,int data)//pos范围是0到parr->len - 1 
{
	int i = 0;
	if((pos < 0) || ((pos > parr->len - 1) && (parr->len > 0)) || (parr ->len == parr->cap))
	{	
		return 0;	
	}
	for(i = parr->len - 1;i >= pos;i--)
	{
		parr->arr_base[i + 1] = parr->arr_base[i];
	}
	parr->arr_base[pos] = data;
	parr->len++;
	return 1;	
}

int Array_Find(PArray parr,int data)//查找元素 
{
	int i = -1;
	for(i = 0;i < parr->len;i++)
	{
		if(data == parr->arr_base[i])
		{
			break;
		}
	}
	if(i == parr->len)
	{
		return -1;
	}
	return i;
}

int Array_Delete(PArray parr,int data)
{
	int i = 0;
	int pos = Array_Find(parr,data);
	if(pos < 0)
	{
		return 0;
	} 
	if((pos < 0) || (pos > parr->len - 1) || (parr ->len == parr->cap))
	{
		return 0;	
	}
	for(i = pos;i < parr->len - 1;i++)  
	{
		parr->arr_base[i] = parr->arr_base[i + 1];
	}
	parr->len--;
	return 1;	
}

int main()
{
	PArray parr = NULL;
	int cap = 20;
	int i = 0;
	parr = Array_Init(cap);
	if(NULL == parr)
	{
		printf("内存分配失败\n");
	}
	for(i = 0;i < 10;i++)
		Array_Append(parr,i);
	Array_Print(parr);
	Array_Insert(parr,0,-1);
	Array_Print(parr);
	Array_Delete(parr,-1);
	Array_Print(parr);
	return 0;
}

7、运行效果

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