有了我们之前共同学习的C做基础,我们本文开始学习数据结构,本文先从数据结构的基础-----顺序表开始介绍。
顺序表的出现
顺序表的基层原理其实就是数组,但是数组用来存放数据可以,遇到插入数据,删除数据这些操作时,我们得先计算此时数组中的元素个数,再进行一系列的操作,此过程比较麻烦,数组就不够用了,所以出现了顺序表这个概念,在数组的基础上增加了一些增删查改的操作方法,摇身一变成了顺序表。
顺序表的物理与逻辑结构
说到顺序表,就不得不提线性表这个概念,线性表是具有相同特性的数据结构的集合,它的逻辑结构一定连续,但是物理结构不一定连续,由于顺序表的底层原理是数组,所以说它的物理结构和逻辑结构都是连续的。
顺序表的分类
顺序表分为静态顺序表和动态顺序表两大类。
静态顺序表
动态顺序表
从顺序表的结构中不难看出,静态的顺序表是使用定长数组,动态顺序表中是使用指针动态分配空间,我们一般都会使用动态顺序表,不仅空间是动态分配,参数也是有利于顺序表的各种操作函数实现。
在使用顺序表时,我们不仅会在表中放入 int 型数据,也会放入其他类型,例如 char,float 等等,所以为了代码提高利用率,我们使用 typedef 关键字来替换数据类型。
顺序表的各种增删查改操作都是由函数来实现的,我们实现出该功能的代码后,将其封装为一个函数,方便日后使用。
顺序表的增删查改函数实现
顺序表的初始化
将结构体的各部分分别进行初始化...
顺序表的销毁
顺序表的插入
在顺序表中插入数据时,我们可以选择在顺序表的表头插入,表尾以及选择一个随机位置插入,根据需求来选择插入的位置,那么根据以上这些情况,思路如下:
1.插入空间是否被占用?
首先在插入数据之前,我们要先将要插入的数据空间提前留出,以方便结构体指针直接插入新数据,那么在尾插中不存在这个问题,直接将数据插入至顺序表尾部即可,那么在头插和指定位置插入时,我们要通过循环来将数据逐个移位,此时需要注意数据是从后向前逐个移动,不能够覆盖原本数据。
2.指针指向空间是否充足,能够容纳新插入数据?
若空间不充足时,进行数据插入会导致程序数据会导致数据写入失败或者丢失,所以在插入新数据之前,我们要判断此时空间是否仍然充足,不够时要进行空间扩容(realloc---> 动态内存函数中介绍)。
3.在确定空间要进行扩容时,一次增大多少才不会过于浪费空间?
若每次增容过小时,每次有可能会重新开辟空间,使得程序效率低下;
若每次增容过大时,用不完但是一直在占用,会一定程度上浪费空间;
那么增容一般是成倍的增加,一般是2倍增加,使得空间复杂度最低。
4.在扩容时,使用 realloc 函数需要注意些什么?
在介绍动态内存函数时,我们介绍到主要有三点:
- 扩容时返回一个指向起始地址的指针,那么此时的空间有可能会申请失败,此时返回一个空指针,为了防止将原本空间地址同时搞丢时,我们要拿一个新指针来接收,判断其并非是空指针,标志着空间申请成功时,将指针赋值使用。
- 动态申请的空间在使用完之后必须要进行内存释放(free函数)。
- 将空间释放之后,此时指向该空间起始地址的指针变为空指针,为了防止有野指针的出现,要将指针及时置空。
顺序表的头插
顺序表的尾插
当开始顺序表的尾插时,你会发现只要是插入,不论是在哪一个位置插入,都需要判断空间是否充足,代码会出现冗余现象,所以我们将判断空间是否充足的功能封装为一个函数。
顺序表的指定位置插入
顺序表的删除
顺序表的头删
直接覆盖就删除,记得 ps->size 更新
顺序表的尾删
顺序表的指定位置删除
顺序表的打印
打印顺序表的内容时,只需要传值打印,需要修改指针指向的内容时,才需要传址调用。
顺序表的查找
查找元素成功则返回元素所在下标,失败则返回-1。
以上就是顺序表中所需要函数功能的封装源码实现,以下为测试这些函数的功能:
以上为数据结构入门--->顺序表的函数封装,下篇即实现利用顺序表应用--->通讯录项目。
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