第3章:1.线性表的顺序存储结构(数组)

本篇文章参考的是《大话数据结构》,感谢作者程杰先生。

一:线性表:
零个或多个数据元素的优先序列。

二:数组:
随机存取数据;

三:线性表的顺序存储结构优缺点:

优点:
	*无需表示元素的逻辑关系而再开辟内存;
	*可以快速存取表中任意位置数据;
缺点:
	*插入和删除需要操作大量元素;
	*当线性表长度变化较大时,难以确保存储空间的容量;
	*造成系统中大量碎片;

代码:线性表的顺序存储结构的插入与删除

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <math.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

#include "bigtalk_data_structure.h"


#define OK 1
#define ERROR 0

#define TRUE 1
#define FALSE 0

#define MAXSIZE 20          /* 存储空间初始分配量 */

typedef int ElemType;       /* ElemType类型根据实际情况而定,这里假设为int */
typedef struct
{
    
    
    ElemType data[MAXSIZE]; /* 数组,存储数据元素 */
    int length;             /* 线性表当前长度 */
}SqList;

typedef int Status;         /* Status是函数的类型,其值是函数结果状态代码,如OK等 */


Status visit(ElemType c)
{
    
    
    printf("%d ",c);
    return OK;
}

/* 初始化顺序线性表 */
Status InitList(SqList *L) 
{
    
     
    L->length=0;
    return OK;
}

/* 初始条件:顺序线性表L已存在。操作结果:若L为空表,则返回TRUE,否则返回FALSE */
Status ListEmpty(SqList L)
{
    
     
	if(L.length==0)
		return TRUE;
	else
		return FALSE;
}

/* 初始条件:顺序线性表L已存在。操作结果:将L重置为空表 */
Status ClearList(SqList *L)
{
    
     
    L->length=0;
    return OK;
}

/* 初始条件:顺序线性表L已存在。操作结果:返回L中数据元素个数 */
int ListLength(SqList L)
{
    
    
	return L.length;
}

/* 初始条件:顺序线性表L已存在,1≤i≤ListLength(L) */
/* 操作结果:用e返回L中第i个数据元素的值,注意i是指位置,第1个位置的数组是从0开始 */
Status GetElem(SqList L,int i,ElemType *e)
{
    
    
	if(L.length==0 || i<1 || i>L.length)
	{
    
    
		return ERROR;
	}
		
	
	*e=L.data[i-1];

	return OK;
}

/* 初始条件:顺序线性表L已存在 */
/* 操作结果:返回L中第1个与e满足关系的数据元素的位序。 */
/* 若这样的数据元素不存在,则返回值为0 */
int LocateElem(SqList L,ElemType e)
{
    
    
    int i;
    if (L.length==0)
		return 0;
	
    for(i=0;i<L.length;i++)
    {
    
    
		if (L.data[i]==e)
			break;
    }
	
    if(i >= L.length)
		return 0;

    return i+1;
}


/* 初始条件:顺序线性表L已存在,1≤i≤ListLength(L), */
/* 操作结果:在L中第i个位置之前插入新的数据元素e,L的长度加1 */
Status ListInsert(SqList *L,int i,ElemType e)
{
    
     
	int k;
	
	if (L->length == MAXSIZE)  /* 顺序线性表已经满 */
		return ERROR;
	
	if (i < 1 || i > L->length+1)/* 当i比第一位置小或者比最后一位置后一位置还要大时 */
		return ERROR;

	if (i <= L->length)        /* 若插入数据位置不在表尾 */
	{
    
    
		for(k=L->length-1;k>=i-1;k--)  /* 将要插入位置之后的数据元素向后移动一位 */
			L->data[k+1]=L->data[k];
	}
	L->data[i-1]=e;          /* 将新元素插入 */
	L->length++;

	return OK;
}

/* 初始条件:顺序线性表L已存在,1≤i≤ListLength(L) */
/* 操作结果:删除L的第i个数据元素,并用e返回其值,L的长度减1 */
Status ListDelete(SqList *L,int i,ElemType *e) 
{
    
     
    int k;
	
    if (L->length==0)               /* 线性表为空 */
		return ERROR;
	
    if (i<1 || i>L->length)         /* 删除位置不正确 */
        return ERROR;
	
    *e=L->data[i-1];
	
    if (i<L->length)                /* 如果删除不是最后位置 */
    {
    
    
        for(k=i;k<L->length;k++)/* 将删除位置后继元素前移 */
			L->data[k-1]=L->data[k];
    }
	
    L->length--;
    return OK;
}

/* 初始条件:顺序线性表L已存在 */
/* 操作结果:依次对L的每个数据元素输出 */
Status ListTraverse(SqList L)
{
    
    
	int i;
	
    for(i = 0; i < L.length; i++)
    {
    
    
		visit(L.data[i]);
	}
    
    printf("\n");
    return OK;
}

/*将所有的在线性表Lb中但不在La中的数据元素插入到La中*/
void unionL(SqList *La,SqList Lb)
{
    
    
	int La_len,Lb_len,i;
	
	ElemType e;                        /*声明与La和Lb相同的数据元素e*/
	
	La_len = ListLength(*La);            /*求线性表的长度 */
	Lb_len = ListLength(Lb);
	
	for (i = 1; i <= Lb_len; i++)
	{
    
    
		GetElem(Lb,i,&e);              /*取Lb中第i个数据元素赋给e*/
		
		if (!LocateElem(*La,e))        /*La中不存在和e相同数据元素*/
		{
    
    
			ListInsert(La,++La_len,e); /*插入*/
		}			
	}
}

//线性表:顺序存储结构的插入与删除
void test_main_3_4()
{
    
    
	printf("[%s:%d]:[yang] ******************* 我是分割线******************* \n",__FUNCTION__,__LINE__);	

	#if 1
	SqList L;
	SqList Lb;
	
	ElemType e;
	Status i;
	int j,k;
	
	i = InitList(&L);
	
	printf("1 初始化L后:L.length = %d\n",L.length);

	printf("[%s:%d]:[yang] ******************* 我是分割线******************* \n",__FUNCTION__,__LINE__);	

	
	for(j=1;j<=5;j++)
	{
    
    
		i=ListInsert(&L,1,j);
	}
	
	printf("在L的表头依次插入1~5后:L.data=");
	ListTraverse(L); 
	printf("2 初始化L后:L.length = %d\n",L.length);
	printf("[%s:%d]:[yang] ******************* 我是分割线******************* \n",__FUNCTION__,__LINE__);	

	#endif


	printf("L.length = %d \n",L.length);
	i = ListEmpty(L);
	printf("L是否空:i = %d(1:是 0:否)\n",i);

	printf("[%s:%d]:[yang] ******************* 我是分割线******************* \n",__FUNCTION__,__LINE__);	


	i = ClearList(&L);
	printf("清空L后:L.length = %d\n",L.length);
	i = ListEmpty(L);
	printf("L是否空:i = %d(1:是 0:否)\n",i);

	printf("[%s:%d]:[yang] ******************* 我是分割线******************* \n",__FUNCTION__,__LINE__);	

	for(j=1;j<=10;j++)
	{
    
    
		ListInsert(&L,j,j);
	}
	
	printf("在L的表尾依次插入1~10后:L.data=");
	ListTraverse(L); 
	printf("L.length=%d \n",L.length);

	printf("[%s:%d]:[yang] ******************* 我是分割线******************* \n",__FUNCTION__,__LINE__);	

	ListInsert(&L,1,0);
	printf("在L的表头插入0后:L.data=");
	ListTraverse(L); 
	printf("L.length=%d \n",L.length);

	printf("[%s:%d]:[yang] ******************* 我是分割线******************* \n",__FUNCTION__,__LINE__);	


	GetElem(L,5,&e);
	printf("第5个元素的值为:%d\n",e);

	printf("[%s:%d]:[yang] ******************* 我是分割线******************* \n",__FUNCTION__,__LINE__);	


	for(j = 3;j <= 4; j++)
	{
    
    
		k = LocateElem(L,j);
		
		if(k)
			printf("第%d个元素的值为%d\n",k,j);
		else
			printf("没有值为%d的元素\n",j);
	}

	printf("[%s:%d]:[yang] ******************* 我是分割线******************* \n",__FUNCTION__,__LINE__);	
	


	k = ListLength(L); /* k为表长 */
	printf("k为表长 k=%d \n",k);
	
	for(j = k+1; j>= k; j--)
	{
    
    
		i = ListDelete(&L,j,&e); /* 删除第j个数据 */
		
		if(i == ERROR)
			printf("删除第%d个数据失败\n",j);
		else
			printf("删除第%d个的元素值为:%d\n",j,e);
	}
	printf("依次输出L的元素:");
	ListTraverse(L);
	printf("L.length = %d \n",L.length);


	printf("[%s:%d]:[yang] ******************* 我是分割线******************* \n",__FUNCTION__,__LINE__);	
	j = 5;
	ListDelete(&L,j,&e); /* 删除第5个数据 */
	printf("删除第%d个的元素值为:%d\n",j,e);		
	printf("依次输出L的元素:");
	ListTraverse(L); 
	printf("L.length = %d \n",L.length);


	printf("[%s:%d]:[yang] ******************* 我是分割线******************* \n",__FUNCTION__,__LINE__);	

	//构造一个有10个数的Lb
	i = InitList(&Lb);
	for(j = 6; j <= 15; j++)
	{
    
    
		i = ListInsert(&Lb,1,j);
	}
	
	printf("依次输出Lb的元素:");
	ListTraverse(Lb); 
	printf("Lb.length = %d \n",Lb.length);


	printf("L.length = %d \n",L.length);
	unionL(&L,Lb);	//合并两个链表到 L

	printf("依次输出合并了Lb的L的元素:");
	ListTraverse(L); 
	printf("L.length = %d \n",L.length);


	#if 0


	#endif
	
	return 0;
}

打印:

[main:14]:[yang] ***************************************** 
[test_main_3_4:186]:[yang] ******************* 我是分割线******************* 
1 初始化L后:L.length = 0
[test_main_3_4:200]:[yang] ******************* 我是分割线******************* 
在L的表头依次插入15后:L.data=5 4 3 2 1 
2 初始化L后:L.length = 5
[test_main_3_4:211]:[yang] ******************* 我是分割线******************* 
L.length = 5 
L是否空:i = 0(1:0:)
[test_main_3_4:220]:[yang] ******************* 我是分割线******************* 
清空L后:L.length = 0
L是否空:i = 1(1:0:)
[test_main_3_4:228]:[yang] ******************* 我是分割线******************* 
在L的表尾依次插入110后:L.data=1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 
L.length=10 
[test_main_3_4:239]:[yang] ******************* 我是分割线******************* 
在L的表头插入0后:L.data=0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 
L.length=11 
[test_main_3_4:246]:[yang] ******************* 我是分割线*******************5个元素的值为:4
[test_main_3_4:252]:[yang] ******************* 我是分割线*******************4个元素的值为35个元素的值为4
[test_main_3_4:265]:[yang] ******************* 我是分割线******************* 
k为表长 k=11 
删除第12个数据失败
删除第11个的元素值为:10
依次输出L的元素:0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 
L.length = 10 
[test_main_3_4:286]:[yang] ******************* 我是分割线******************* 
删除第5个的元素值为:4
依次输出L的元素:0 1 2 3 5 6 7 8 9 
L.length = 9 
[test_main_3_4:295]:[yang] ******************* 我是分割线******************* 
依次输出Lb的元素:15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 
Lb.length = 10 
L.length = 9 
依次输出合并了Lb的L的元素:0 1 2 3 5 6 7 8 9 15 14 13 12 11 10 
L.length = 15

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