顺序表知识点

目录

本章重点

一 线性表

二 顺序表

2.1 概念和结构

2.2 接口实现

2.3 数组相关面试题

2.4 顺序表的问题

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行动是打败焦虑最好的方法

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本章重点

（1）线性表（2）顺序表

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一 线性表

  线性表 （ linear list ） 是 n 个具有相同特性的数据元素的有限序列。 线性表是一种在实际中广泛使用的数据结构，常见的线性表：顺序表、链表、栈、队列、字符串...

  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。

二 顺序表

顺序表的英文是sequence list

2.1 概念和结构

  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。（顺序表就是数组，只是增加了一些要求）

顺序表一般可以分为：（1）静态顺序表：使用定长数组存储元素 。

//静态
#define N 100
//顺序表要求存储的数据从0开始，连续依次存储
struct SeqList
{
	int a[N];
	int size;//记录了存储多少个数据
};//当前结构体，是一个静态的顺序表，不是特别的实用
//出现的问题：会出现浪费空间或者空间不够用的情况

（2）动态顺序表：使用动态开辟的数组存储。

//动态的顺序表，更加的实用
typedef int SLDateType;

struct SeqList
{
	SLDateType* a;
	int size;//存储的个数
	int capacity;//存储空间大小
};

2.2 接口实现

实现动态顺序表

SeqList.h

#pragma once
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>


//静态
//#define N 100
//顺序表要求存储的数据从0开始，连续依次存储
//struct SeqList
//{
//	int a[N];
//	int size;//记录了存储多少个数据
//};//当前结构体，是一个静态的顺序表，不是特别的实用
//出现的问题：会出现浪费空间或者空间不够用的情况


//动态的顺序表，更加的实用
typedef int SLDateType;

typedef struct SeqList
{
	SLDateType* a;
	int size;//存储的个数
	int capacity;//存储空间大小
}SeqList;


void SeqListCheckCapacity(SeqList* psl);//检查是否需要扩容



void SeqListPrint(SeqList* psl);//打印

void SeqListInit(SeqList* psl);//初始化
void SeqListDestroy(SeqList* psl);//销毁

void SeqListPushBack(SeqList* psl, SLDateType x);//尾插 不要命名为中文拼音
void SeqListPopBack(SeqList* psl);//尾删
void SeqListPushFront(SeqList* psl, SLDateType x);//头插
void SeqListPopFront(SeqList* psl);//头删
void SeqListInsert(SeqList* psl, size_t pos, SLDateType x);//下标为pos的位置插入
void SeqListErase(SeqList* psl, size_t pos); //下标为pos的位置删除
int SeqListFind(SeqList* psl, SLDateType x);//查找

SeqList.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include "SeqList.h"

//代码重复的内容
//扩容
void SeqListCheckCapacity(SeqList* psl)
{
	assert(psl);
	if (psl->size == psl->capacity)
	{
		size_t newCapacity = psl->capacity == 0 ? 4 : (psl->capacity) * 2;//因为，我们初始化结构体的时候，容量初始化的值为0，当我们想要扩容的时候，同时容量也要增加
		SLDateType* tmp = realloc(psl->a, sizeof(SLDateType) * newCapacity);//当容量的数值增加后，用realloc进行扩容
		if (tmp == NULL)
		{
			printf("realloc fail\n");
			exit(-1);
		}
		else
		{
			psl->a = tmp;
			psl->capacity = newCapacity;
		}
	}
}



//主代码
//打印数组
void SeqListPrint(SeqList* psl)
{
	assert(psl);
	for (int i = 0; i < psl->size; ++i)
	{
		printf("%d ", psl->a[i]);
	}
	printf("\n");
}
//初始化
void SeqListInit(SeqList* psl)
{
	assert(psl);
	psl->a = NULL;
	psl->size = 0;
	psl->capacity = 0;
}
//销毁
void SeqListDestroy(SeqList* psl)
{
	assert(psl);
	free(psl->a);
	psl->a = NULL;
	psl->size = 0;
	psl->capacity = 0;
}
//尾插，如果空间足够，直接添加
void SeqListPushBack(SeqList* psl, SLDateType x)
{
	//本来尾插的代码(1)
	//assert(psl);
	//SeqListCheckCapacity(psl);
	//psl->a[psl->size] = x;//把x这个数据放进去
	//psl->size++;
	//因为插入函数写过，就可以直接用插入函数(2)
	SeqListInsert(psl, psl->size, x);
}
//尾删
void SeqListPopBack(SeqList* psl)
{
	assert(psl);
	if (psl->size > 0)
	{
		psl->size--;
	}
}
//头插
void SeqListPushFront(SeqList* psl, SLDateType x)
{
	assert(psl);
	//注意，从前面插入，又要求连续，需要将整体向后平移一下。（正确的思路应该是从后向前，依次向后移一位）
	//如果，从前向后的话进行移位，会导致数据被覆盖
	SeqListCheckCapacity(psl);//扩容
	//开始插入数据
	int end = psl->size - 1;//这里不能写size_t,因为写成size_t，当size为0的时候，会导致end是一个非常大的数字，
	while (end >= 0)
	{
		psl->a[end + 1] = psl->a[end];
		--end;
	}
	psl->a[0] = x;
	psl->size++;
}
//头删
void SeqListPopFront(SeqList* psl)
{
	assert(psl);
	//要考虑size=0的情况，是不可以再次进行头删
	if (psl->size > 0)
	{
		int begin = 0;
		while (begin <= psl->size - 1)
		{
			psl->a[begin] = psl->a[begin + 1];
			++begin;
		}
		--psl->size;
	}
}
// 下标为pos的位置插入
void SeqListInsert(SeqList* psl, size_t pos, SLDateType x)
{
	assert(psl);//暴力
	//下标为size这个位置也是可以的，相当于尾插//size_t不会小于0的
	if (pos > psl->size)
	{
		printf("pose越界:%d\n", pos);
		return;
	}
	SeqListCheckCapacity(psl);
	//这个是错误的代码，
	//size_t end = psl->size - 1;// end是size_t类型的，size为0的时候，在进行减一操作后，会变成一个很大的数字，所以就错了，
	// 改成int类型的话在while进行比较的时候，会发生整形提升，有符号的和无符号进行比较，会被提升为无符号的，所以还是while循环还是可以进去，达不到我们想要的效果，我们想要的效果是，进不去这个循环
	//while (end >= pos)
	//{
	//	psl->a[end + 1] = psl->a[end];
	//	end--;
	//}
	//psl->a[pos] = x;
	//++psl->size;
	//正确的代码，不让end涉及-1,
	size_t end = psl->size;
	while (end > pos)
	{
		psl->a[end] = psl->a[end - 1];
		end--;
	}
	psl->a[pos] = x;
	++psl->size;
}
//下标为pos的位置删除
void SeqListErase(SeqList* psl, size_t pos)
{
	assert(psl);
	assert(pos < psl->size);
	size_t begin = pos + 1;
	while (begin < psl->size )
	{
		psl->a[begin - 1] = psl->a[begin];
		begin++;
	}
	psl->size--;
}

//查找
int SeqListFind(SeqList* psl, SLDateType x)
{
	assert(psl);
	for (int i = 0; i < psl->size; ++i)
	{
		if (psl->a[i] == x)
		{
			return i;
		}
	}
	return -1;
}

易错点：

void SeqListInsert(SeqList* psl, size_t pos, SLDateType x)
{
	assert(psl);//暴力
	//下标为size这个位置也是可以的，相当于尾插//size_t不会小于0的
	if (pos > psl->size)
	{
		printf("pose越界:%d\n", pos);
		return;
	}
	SeqListCheckCapacity(psl);
	//这个是错误的代码，
	//size_t end = psl->size - 1;// end是size_t类型的，size为0的时候，在进行减一操作后，会变成一个很大的数字，所以就错了，
	// 改成int类型的话在while进行比较的时候，会发生整形提升，有符号的和无符号进行比较，会被提升为无符号的，所以还是while循环还是可以进去，达不到我们想要的效果，我们想要的效果是，进不去这个循环
	//while (end >= pos)
	//{
	//	psl->a[end + 1] = psl->a[end];
	//	end--;
	//}
	//psl->a[pos] = x;
	//++psl->size;
	//正确的代码（1），不让end涉及-1,
	size_t end = psl->size;//如果，end是int类型的，那么在while进行比较的时候，会发生整形提升，有符号的和无符号
	while (end > pos)
	{
		psl->a[end] = psl->a[end - 1];
		end--;
	}
	psl->a[pos] = x;
	++psl->size;
}

上述错误代码中的解决办法除了上面的代码还有（2）int end = ps->size - 1;while (end > (int)pose);这样写，就不会发生整形提升.

知识点：（1）结构体传参，形参是实参的临时拷贝，形参的改变，并不影响实参。同时结构体传参，如果传递的是形参，实参就无法改变。同时形参是实参的一份临时拷贝，所以，会浪费大量内存，所以结构体传参，应该传递的是结构体的地址。

（2）越界不一定能查出来，越界是抽查，有时候能检查出来，有时候检查不出来

（3）realloc（）两种扩容方式，一种原地扩容（效率高），一种异地扩容。

建议:(1) 写项目的时候，建议菜单最后写，方便测试。

（2）代码进行检查的时候，做到边写边测，进行边测，进行测试的时候，要多考虑特殊情况，数据初始的时候 ，数据的两级考虑。

2.3 数组相关面试题

1.移除数组（力扣）

原地移除数组中所有的元素 val ，要求时间复杂度为 O(N) ，空间复杂度为 O(1) 。

给你一个数组 nums 和一个值 val，你需要 原地 移除所有数值等于 val 的元素，并返回移除后数组的新长度。不要使用额外的数组空间，你必须仅使用 O(1) 额外空间并 原地 修改输入数组。元素的顺序可以改变。你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。

思路一： 遍历整个数组，查找到每一个val，碰到val就把他覆盖掉（数组后面的元素向前挪动数据）【时间复杂度为O(N*N)，空间复杂度为O(1)】

思路二：把不是val的值拷贝到新的数组里（双指针（数组））【时间复杂度O(N),空间复杂度O(N)】【不符合题意】

思路三：双指针，但是不开辟新的数组

思路三代码：

int removeElement(int* nums, int numsSize, int val){
    int src = 0;
    int dst = 0;
    while (src < numsSize)
    {
        if (nums[src] != val)
        {
            nums[dst] = nums[src];
            src++;
            dst++;
        }
        else
        {
            src++;
        }
    }
    return dst;
}

2. 删除排序数组中的重复项。

给你一个 升序排列 的数组 nums ，请你 原地 删除重复出现的元素，使每个元素 只出现一次 ，返回删除后数组的新长度。元素的 相对顺序 应该保持 一致 。然后返回 nums 中唯一元素的个数。

思路： (双指针)src从1开始，每次与前一个下表的内容进行比较，如果相同，dst不加一，src加一，如果不相同， src-1的值赋值给dst，并且src和dst分别加一（注意，src要与前一个下表的内容进行比较，所以src从1开始），最后的时候，把 最后一个下标的值也赋值给dst。

int removeDuplicates(int* nums, int numsSize){
    int src = 1;
    int dst = 0;
    while (src < numsSize)
    {
        if (nums[src - 1] == nums[src])
        {
            src++;
        }
        else
        {
            nums[dst] = nums[src - 1];
            src++;
            dst++;
        }
    }
    nums[dst] = nums[numsSize - 1];
    return dst + 1;
}

3. 合并两个有序数组

  给你两个按 非递减顺序 排列的整数数组 nums1 和 nums2，另有两个整数 m 和 n ，分别表示 nums1 和 nums2 中的元素数目。请你 合并 nums2 到 nums1 中，使合并后的数组同样按 非递减顺序 排列。注意：最终，合并后数组不应由函数返回，而是存储在数组 nums1 中。为了应对这种情况，nums1 的初始长度为 m + n，其中前 m 个元素表示应合并的元素，后 n 个元素为 0 ，应忽略。nums2 的长度为 n 。

代码展示：

void merge(int* nums1, int nums1Size, int m, int* nums2, int nums2Size, int n){
    int i = m - 1;
    int j = n - 1;
    int dst = m + n -1;
    while (i >= 0 && j >= 0)
    {
        if (nums1[i] > nums2[j])
        {
            nums1[dst--] = nums1[i--];
        }
        else
        {
            nums1[dst--] = nums2[j--];
        }
    }
    while (j >= 0)
    {
        nums1[dst--] = nums2[j--];
    }
}

思路一：（这个需要开额外数组）（归并）两个有序【无序的就把它变成有序的】数组，依次比较，每次把小的放到归并数组里，当有一个数组遍历完之后，就把另一个数组里剩下的元素放到归并数组里（使得归并数组里的元素也是有序的）【注意：非递减序列就说明数组是有序的】【不符合题意，因为用了一个新的数组】

思路二：【双指针】，因为num1是包括所有空间的，所以，可以倒着放【大的先放】，【这两个数组也倒序着进行比较】【这样就和思路一差不多一致】【符合题意】

2.4 顺序表的问题

优点：连续的空间，方便下标随机访问。

问题：

1. 中间 / 头部的插入删除，时间复杂度为 O(N)，效率比较低

2. 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，性能需要消耗】

3. 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。【浪费空间，不能按需释放和申请空间 】

基于顺序表的缺点，就出现了链表。