数据结构—线性表的顺序存储

一、线性表

线性表：零个或多个数据元素的有限序列。
首先它是一个序列，也就是说，元素之间是有顺序的，若元素存在多个，则第一个元素无前驱，最以后一个元素无后继，其他每个元素都有且一个前驱和后继。

二、线性表的顺序存储结构

线性表的顺序存储结构，指的是用一段地址连续的存储单元依次存储线性表的数据元素。
简单说就是在内存中找了一块地方，通过占位的形式，把一定内存空间给占了。
顺序存储结构的三个属性：
1. 存储空间的起始位置
2. 线性表的最大存储空间
3. 线性表当前长度（元素的个数）

三、顺序存储结构的实现

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>/** 定义宏* LIST_LENGTH ：存放初始长度* LIST_CREMENT ：存放每次申请空间的大小
*/
#define LIST_LENGTH 100
#define LIST_CREMENT 20// 类型重定义
typedef int tElem;      // 线性表元素的数据类型
typedef tElem * pElem;  // 元素指针
typedef struct List {pElem elem;         // 线性表存储元素int listLength;     // 线性表的长度int listSize;       // 线性表的空间大小
} List;
typedef enum Status     // 枚举数据
{ok = 1,Error = 0
} Status;/** 初始化线性表* 步骤：*  使用 malloc 为线性表申请空间*  判断是否申请成功*  对线性表的长度和空间进行初始化
*/
Status InitList(List * l)
{l->elem = (pElem) malloc(sizeof(tElem) * LIST_LENGTH);if(l->elem == 0){printf("空间申请失败！");return Error;}l->listLength = 0;l->listSize += LIST_LENGTH;
}/** 判断线性表长度* 步骤：*  长度为 0 输出线性表为空*  否则输出线性表的长度
*/
void ListEmpty(List * l)
{if(l->listLength == 0){printf("线性表为空 \n");}else{printf("线性表的长度为 %d\n",l->listLength);}
}/** 在线性表的第 i 个位置插入元素 e* 步骤：*  判断参数是否合法，若位置 i 小于 0 或大于线性表的长度，则参数不合法。*  判断空间是否充足，用线性表长度和空间作比较，若长度大于或等于线性表的空间则表示空间不足，使用 realloc 重新为线性表申请空间。*  判断空间是否申请成功，若成功则修改线性表的空间大小。*  遍历线性表，将元素插入线性表中。*  修改线性表的长度，长度自增*
*/
Status ListInsert(List * l,int i,tElem e)
{if(i < 0 || i > l->listLength){printf("ListInsert() 参数错误！\n");return Error;}if(l->listLength >= l->listSize){l->elem = (pElem) realloc(l,sizeof(tElem) * LIST_CREMENT);if(l->elem == 0){printf("空间申请失败！");return Error;}else{l->listSize += LIST_CREMENT;}}for(int j = l->listLength; j > i; j++){l->elem[j] = l->elem[j - 1];}l->elem[i] = e;l->listLength++;return ok;
}/** 获取第 i 个元素* 步骤：*  判断参数是否合法，若位置 i 小于 0 或大于线性表的长度，则参数不合法。*  打印第 i 个元素
*/
Status GetElem(List * l,int i)
{if(i < 0 || i > l->listLength){printf("ListInsert() 参数错误！\n");return Error;}printf("线性表第 %d 个元素是 %d\n",i,l->elem[i]);return ok;
}/** 获取元素 e 前一个元素* 步骤：*  初始化一个位置 i = -1，遍历线性表获取元素 e 的位置*  判断 i 的值：*      i = -1 表示元素 e 不在线性表中；*      i = 0 表示元素 e 是线性表的第一个元素，无前一个元素；*      否则打印元素 e 前一个元素
*/
Status PriorElem(List * l,tElem e)
{int i = -1;for(int j = 0; j < l->listLength; j++){if(l->elem[j] == e) i = j;}if(i == -1){printf("元素 %d 不在线性表中！\n",e);return Error;}else if (i == 0){printf("元素 %d 是线性表的第一个元素，无前一个元素！\n",e);return Error;}else{printf("元素 %d 的前一个元素是：%d\n",e,l->elem[i-1]);return ok;}
}/** 获取元素 e 的后一个元素* 步骤：*  初始化一个位置 i = -1，遍历线性表获取元素 e 的位置*  判断 i 的值：*      i = -1 表示元素 e 不在线性表中；*      i 等于线性表长度减 1 表示元素 e 是线性表的最后一个元素，无后一个元素；*      否则打印元素 e 后一个元素
*/
Status NextElem(List * l,tElem e)
{int i = -1;for(int j = 0; j < l->listLength; j++){if(l->elem[j] == e) i = j;}if(i == -1){printf("元素 %d 不在线性表中！\n",e);return Error;}else if (i == l->listLength - 1){printf("元素 %d 是线性表的最后一个元素，无后一个元素！\n",e);return Error;}else{printf("元素 %d 的后一个元素是：%d\n",e,l->elem[i+1]);return ok;}
}/** 遍历线性表* 步骤：*  判断线性表是否为空表。*  循环遍历，输出线性表索引和元素。
*/
void ListTraverse(List * l)
{if(l->listLength > 0){for(int i = 0; i < l->listLength; i++){printf("线性表的第 %d 个元素是：%d\n",i,l->elem[i]);}}else{printf("线性表为空！\n");}
}/** 删除第 i 个元素* 步骤：*  判断参数是否合法，若位置 i 小于 0 或大于线性表的长度，则参数不合法。*  遍历 i 后面线性表，用后一个元素替代前一个元素。*  修改线性表的长度。
*/
Status ListDelete(List * l,int i)
{if(i < 0 || i > l->listLength){printf("ListInsert() 参数错误！\n");return Error;}for(int j = i; j < l->listLength; j++){l->elem[j] = l->elem[j + 1];}l->listLength --;return ok;
}/** 清空线性表* 步骤：*  修改线性表的长度为 0
*/
void ClearList(List * l)
{l->listLength = 0;
}/** 销毁线性表* 步骤：*  释放线性表空间。*  修改线性表的长度为 0*  修改线性表空间大小为 0
*/
void DestroyList(List * l)
{free(l->elem);l->listLength = 0;l->listSize = 0;
}int main() {List plist;// 初始化线性表InitList(&plist);// 判断线性表的长度printf("第一次判断线性表的长度：");ListEmpty(&plist);printf("\n");// 插入元素ListInsert(&plist,0,12);ListInsert(&plist,1,23);ListInsert(&plist,2,34);printf("第二次判断线性表的长度：");ListEmpty(&plist);printf("\n");// 获取第 i 个元素GetElem(&plist,1);printf("\n");// 获取元素 e 的前一个元素PriorElem(&plist,10);PriorElem(&plist,12);PriorElem(&plist,34);printf("\n");// 获取元素 e 的后一个元素NextElem(&plist,10);NextElem(&plist,34);NextElem(&plist,12);printf("\n");// 遍历线性表ListTraverse(&plist);printf("\n");// 删除第 i 个元素ListDelete(&plist,0);ListTraverse(&plist);printf("\n");// 清空线性表ClearList(&plist);ListTraverse(&plist);printf("\n");DestroyList(&plist);ListTraverse(&plist);printf("\n");return 0;
}

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