C語言 數(shù)據(jù)結構之連續(xù)存儲數(shù)組的算法
數(shù)據(jù)結構之數(shù)組定義及基本操作
數(shù)據(jù)結構中最基本的一個結構就是線性結構,而線性結構又分為連續(xù)存儲結構和離散存儲結構。所謂的連續(xù)存儲結構其實就是數(shù)組。
數(shù)組本質其實也是數(shù)據(jù)的一種存儲方式,既然有了數(shù)據(jù)的存儲,就會涉及到如何對數(shù)據(jù)進行尋址的問題。首先,先說一下在數(shù)組中數(shù)據(jù)是如何存儲的,在內存中,數(shù)組中的數(shù)據(jù)是以一組連續(xù)的數(shù)據(jù)集合的形式存在于內存中。當我們訪問存在于內存中的數(shù)組時,我們應該找到其在內存中的地址,當我們找到數(shù)據(jù)的地址后我們就可以找到對應的數(shù)據(jù)。了解了以上知識后,我們就可以進行數(shù)組的設計了(我們就可以設計自己的數(shù)組供別人去使用了,哈哈)。
了解了以上知識后,第一個問題就來了,如何才能找到數(shù)據(jù)在內存中的地址?這個問題其實很簡單,因為數(shù)組在內存中是一組連續(xù)的數(shù)據(jù)集合,所以我們只要知道數(shù)組首地址,然后通過對應字節(jié)長度的加減就可以找到對應字節(jié)數(shù)的數(shù)據(jù),有了這些就可以定義出我們的數(shù)組,但是,作為一個合理的數(shù)組,還應該有數(shù)組長度的標志len和數(shù)組有效元素的標志cnt。由此給出對數(shù)組的定義(本例中采用結構體,對結構體不了解的朋友可以去查一下)
struct Arr
{
int *pBase; //存儲的是數(shù)組的第一個元素的地址
int len; //數(shù)組所能容納的最大元素的個數(shù)
int cnt; //數(shù)組有效元素的個數(shù)
};
上述代碼定義了一個struct Arr的結構體,這個結構體就是一個數(shù)組,其中有存儲數(shù)組元素中首地址的成員,有存儲數(shù)組長度和數(shù)組有效元素個數(shù)的成員。
有了對結構體的定義之后,就應該涉及到對數(shù)組的基本操作,包括數(shù)組的初始化,判斷數(shù)組是否為空,對數(shù)組進行顯示,判斷數(shù)組是否已滿,對數(shù)組的最后追加一個元素,對數(shù)組元素的插入。其中,主要的算法就是對數(shù)組元素的插入,插入算法的核心就是首先應該先將被插入及插入位置之后的元素后移,然后將空出來的位置插入我們要插入的元素。一下給出c語言的實現(xiàn):
/*
數(shù)組初始化函數(shù)
初始化僅僅是給出一個具有一定長度的數(shù)組,但是數(shù)組中沒有有效值
*/
void init_arr(struct Arr * pArr,int len)
{
pArr->pBase=(int *)malloc(sizeof(int)*len);
if(NULL==pArr->pBase){
printf("動態(tài)內存分配失敗");
exit(-1); //終止整個程序
}
else{
pArr->len=len;
pArr->cnt=0;
}
}
/*
判斷數(shù)組是否為空的函數(shù)
*/
int is_empty(struct Arr * pArr){
if(pArr->cnt==0){
return 0; //0代表true
}
else{
return 1; //1代表false
}
}
/*
數(shù)組輸出顯示函數(shù)
在進行數(shù)組輸出時,首先應該判斷數(shù)組是否為空
*/
void show_arr(struct Arr * pArr){
if(is_empty(pArr)==0){
printf("當前數(shù)組為空!");
}
else{
int i;
for(i=0; i<pArr->cnt; ++i){
printf("%d ",pArr->pBase[i]);
}
printf("\n");
}
}
/*
判斷數(shù)組是否已滿的函數(shù)
*/
int is_full(struct Arr * pArr){
if(pArr->cnt==pArr->len){
return 0; //0代表true,表示已滿
}
else{
return 1; //1代表false,表示未滿
}
}
/*
在數(shù)組的最后追加一個元素
在追加數(shù)組元素前要判斷當前數(shù)組是否已滿,已滿時不允許追加新的元素
*/
int append_arr(struct Arr *pArr,int val){
if(is_full(pArr)==0){
return 0;
}
else{
pArr->pBase[pArr->cnt]=val;
pArr->cnt++;
return 1;
}
}
/*
在數(shù)組的指定位置插入元素
插入算法:首先將被插入位置的元素全部后移,然后再將空出來的位置插入。
根據(jù)算法原理,所以,在插入的時候應該檢查數(shù)組是否已滿。
上述兩種情況均合理時,進行數(shù)據(jù)的插入,插入時,若插入第三個位置,實際是將數(shù)據(jù)賦值給arr[pos-1]
注意:再將插入位置后的元素后移時,應該從后向前移動。否則,將會造成“被移到”的位置的值被覆蓋
*/
int insert_arr(struct Arr *pArr,int pos,int val){
if(is_full(pArr)==0){
return 0; //0表示當前數(shù)組已滿,無法再進行插入
}
//在數(shù)組可插入的情況下,應該檢查用戶輸入的pos位置值是否合理
if(pos<0||pos>(pArr->len)){
return 1; //1表示當前用戶插入位置不合法
}
//移動位置
int i;
for(i=pArr->cnt -1;i>=pos-1;--i){
pArr->pBase[i+1]=pArr->pBase[i];
}
//空缺位置插入元素
pArr->pBase[pos-1]=val;
return 2; //2表示當前插入成功
}
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