數據結構之_動態數組 順序表的實現

 

數據結構之_動態數組 順序表的實現

1.基本概念

線性表的順序存儲結構，指的是用一段地址連續的存儲單元依次存儲線性表的數據元素。

線性表 （a1，a2，……，an）的順序存儲示意圖以下：

2.線性表順序存儲的設計與實現

操做要點:

• 插入元素算法
  • 　　判斷線性表是否合法
  • 　　判斷插入位置是否合法
  • 　　把最後一個元素到插入位置的元素後移一個位置
  • 　　將新元素插入
  • 　　線性表長度加1
• 獲取元素操做
  • 　　判斷線性表是否合法
  • 　　判斷位置是否合法
  • 　　直接經過數組下標的方式獲取元素
•  刪除元素算法
  • 　　 判斷線性表是否合法
  • 　　判斷刪除位置是否合法
  • 　　 將元素取出
  • 　　將刪除位置後的元素分別向前移動一個位置
  • 　　 線性表長度減1

鏈表順序存儲插入算法和刪除算法:

• 元素的插入

• 元素的刪除

注意: 鏈表的容量和鏈表的長度是兩個不一樣的概念

 

3.優勢和缺點

• 優勢：

無需爲線性表中的邏輯關係增長額外的空間。 能夠快速的獲取表中合法位置的元素。

 

• 缺點：

插入和刪除操做須要移動大量元素。 當線性表長度變化較大的時候，難以肯定存儲空間的容量。

 

4.線性表順序存儲案例代碼

DynamicArray.h

#ifndef DYNAMIC_ARRAY_H
#define DYNAMIC_ARRAY_H

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

//動態增加內存，策略 將存放數據的內存放到那？堆上
//動態數組 若是5個元素 申請內存 拷貝數據 釋放內存6 插入第七個？
//容量capacity表示個人這塊內存空間一共能夠存放多少元素
//size概念 記錄當前數組中具體的元素個數

//動態數組的結構體定義完了
typedef struct DYNAMICARRAY {
	int* pAddr; //存放數據的地址
	int size; //當前有多少個元素
	int capacity; //容量，我容器當前最大能容納多少元素
}Dynamic_Array;

//寫一系列的相關對DYNAMICARRAY結構體操做的函數
//初始化
Dynamic_Array* Init_Array();
//插入
void PushBack_Array(Dynamic_Array* arr, int value);
//根據位置刪除
void RemoveByPos_Array(Dynamic_Array* arr, int pos);
//根據值刪除
void RemoveByValue_Array(Dynamic_Array* arr, int value);
//查找
int Find_Array(Dynamic_Array* arr, int value);
//打印
void Print_Array(Dynamic_Array* arr);
//釋放動態數組的內存
void FreeSpace_Array(Dynamic_Array* arr);
//清空數組
void Clear_Array(Dynamic_Array* arr);
//得到動態數組容量
int Capacity_Array(Dynamic_Array* arr);
//得到動態數據當前元素個數
int Size_Array(Dynamic_Array* arr);
//根據位置得到某個位置元素
int At_Array(Dynamic_Array* arr, int pos);

#endif

DynamicArray.c

#include"DynamicArray.h"

//動態數組的初始化
Dynamic_Array* Init_Array() {
	//申請內存
	Dynamic_Array* myArray = (Dynamic_Array*)malloc(sizeof(Dynamic_Array));
	//初始化
	myArray->size = 0;
	myArray->capacity = 20;
	myArray->pAddr = (int*)malloc(sizeof(int)*myArray->capacity);

	return myArray;
}

//插入
void PushBack_Array(Dynamic_Array* arr, int value) {
	if (arr == NULL) {
		return;
	}
	//判斷空間是否足夠
	if (arr->size == arr->capacity) {
		//第一步 申請一塊更大的內存空間 新空間是舊空間的2倍
		int* newSpace = (int*)malloc(sizeof(int) * arr->capacity * 2);
		//第二步 拷貝數據到新的空間
		memcpy(newSpace, arr->pAddr, arr->capacity * sizeof(int));
		//第三步 釋放舊空間的內存
		free(arr->pAddr);
		//更新容量
		arr->capacity = arr->capacity * 2;
		arr->pAddr = newSpace;
	}
	//插入新元素
	arr->pAddr[arr->size] = value;
	arr->size++;
}
//根據位置刪除
void RemoveByPos_Array(Dynamic_Array* arr, int pos) {
	if (arr == NULL) {
		return;
	}

	//判斷位置是否有效
	if (pos < 0 || pos >= arr->size) {
		return;
	}

	//刪除元素
	for (int i = pos; i < arr->size - 1; i++) {
		arr->pAddr[i] = arr->pAddr[i + 1];
	}

	arr->size--;
}
//根據值刪除value第一次出現的位置
void RemoveByValue_Array(Dynamic_Array* arr, int value) {
	if (arr == NULL) {
		return;
	}

	//找到值的位置
	int pos = Find_Array(arr, value);
	//根據位置刪除
	RemoveByPos_Array(arr, pos);
}
//查找
int Find_Array(Dynamic_Array* arr, int value) {
	if (arr == NULL) {
		return -1;
	}
	//找到值的位置
	int pos = -1;
	for (int i = 0; i < arr->size; i++) {
		if (arr->pAddr[i] == value) {
			pos = i;
			break;
		}
	}

	return pos;
}
//打印
void Print_Array(Dynamic_Array* arr) {
	if (arr == NULL) {
		return;
	}
	for (int i = 0; i < arr->size; i++) {
		printf("%d ", arr->pAddr[i]);
	}
	printf("\n");
}
//釋放動態數組的內存
void FreeSpace_Array(Dynamic_Array* arr) {
	if (arr == NULL) {
		return;
	}

	if (arr->pAddr != NULL) {
		free(arr->pAddr);
	}
	free(arr);
}
//清空數組
void Clear_Array(Dynamic_Array* arr) {
	if (arr == NULL) {
		return;
	}
	//pAddr -> 空間
	arr->size = 0;
}
//得到動態數組容量
int Capacity_Array(Dynamic_Array* arr) {
	if (arr == NULL) {
		return -1;
	}
	return arr->capacity;
}
//得到動態數據當前元素個數
int Size_Array(Dynamic_Array* arr) {
	if (arr == NULL) {
		return -1;
	}
	return arr->size;
}
//根據位置得到某個位置元素
int At_Array(Dynamic_Array* arr, int pos) {
	return arr->pAddr[pos];
}

動態數組.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include"DynamicArray.h"

void test01() {
	//初始化動態數組
	Dynamic_Array* myArray = Init_Array();
	//打印容量
	printf("數組容量:%d\n", Capacity_Array(myArray));
	printf("數組大小:%d\n", Size_Array(myArray));
	//插入元素
	for (int i = 0; i < 30; i++) {
		PushBack_Array(myArray, i);
	}
	printf("數組容量:%d\n", Capacity_Array(myArray));
	printf("數組大小:%d\n", Size_Array(myArray));
	//打印
	Print_Array(myArray);

	//刪除
	RemoveByPos_Array(myArray, 0);
	RemoveByValue_Array(myArray, 27);
	//打印
	Print_Array(myArray);

	//查找5個位置
	int pos = Find_Array(myArray, 5);
	printf("5查找到:pos:%d %d\n", pos, At_Array(myArray, pos));

	//銷燬
	FreeSpace_Array(myArray);
}

int main(void) {
	test01();

	system("pause");
	return 0;
}