C語(yǔ)言全面講解順序表使用操作
編程環(huán)境為 ubuntu 18.04。
順序表需要連續(xù)一片存儲(chǔ)空間，存儲(chǔ)任意類型的元素，這里以存儲(chǔ) int 類型數(shù)據(jù)為例。
一、順序表的結(jié)構(gòu)定義
size 為容量，length 為當(dāng)前已知數(shù)據(jù)表元素的個(gè)數(shù)
typedef struct Vector{
int *data; //該順序表這片連續(xù)空間的首地址
int size, length;
} Vec;二、順序表的結(jié)構(gòu)操作
1.初始化
Vec *init(int n){ //該順序表具有n個(gè)存儲(chǔ)單元
Vec *v = (Vec *)malloc(sizeof(Vec)); //在內(nèi)存棧上開(kāi)辟一個(gè)空間 malloc在內(nèi)存的堆區(qū)，在函數(shù)外面也能訪問(wèn)
v->data = (int *)malloc(sizeof(int) * n);
v->size = n;
v->length = 0;
return v;
}2.插入操作
int insert(Vec *v, int ind, int val) { //ind為插入元素的位置,val為插入元素的值
if(v == NULL) return 0;
if(ind < 0 || ind > v->length) return 0; //判斷要插入的位置是否合法
if(v->length == v->size) {
if(!expand(v)){ //擴(kuò)容失敗
printf(RED("fail to expand!\n"));
}
printf(GREEN("success to expand! the size = %d\n"),v->size);
}
for(int i = v->length; i > ind; i--){
v->data[i] = v->data[i-1];
}
v->data[ind] = val;
v->length += 1;
return 1;
}為什么需要判斷插入的位置是否合法呢？這是因?yàn)轫樞虮硎沁B續(xù)一片存儲(chǔ)空間，所以內(nèi)存是連續(xù)的。
下圖以 length = 5，size = 9 為例，我們只能在下標(biāo)為 0 到 4 之間的數(shù)中插入數(shù)據(jù)。
插入一個(gè)元素示意圖
3.刪除操作
int erase(Vec *v, int ind){ //把下標(biāo)為ind的元素刪除
if(v == NULL) return 0;
if(ind < 0 || ind >= v->length) return 0;
for(int i = ind + 1; i < v->length; i++){
v->data[i - 1] = v->data[i];
}
v->length -= 1;
return 1;
}- 判斷需要?jiǎng)h除元素的下標(biāo)是否合法，與插入元素類似
- 刪除一個(gè)元素示意圖
4.擴(kuò)容操作
int expand(Vec *v){
//順序表的擴(kuò)容
//malloc 動(dòng)態(tài)申請(qǐng)空間，空間不一定干凈 calloc 動(dòng)態(tài)申請(qǐng)空間，并且清空 realloc 重新申請(qǐng)空間
int extr_size = v->size;
int *p;
while(extr_size) {
p = (int *)realloc(v->data, sizeof(int) * (v->size + extr_size));
if(p != NULL) break; //p不為空，說(shuō)明擴(kuò)容成功，這個(gè)時(shí)候直接跳出循環(huán)
extr_size >>= 1; //否則就把額外擴(kuò)容的空間除以2，降低要求
}
if(p == NULL) return 0; //判斷跳出循環(huán)究竟是擴(kuò)容成功還是擴(kuò)容失敗，如果擴(kuò)容失敗，那就是p為空地址，找不到符合條件的內(nèi)存區(qū)域
v->size += extr_size;
v->data = p;
return 1;
}注意擴(kuò)容這里寫的比較巧妙，首先 int extr_size = v->size;表示先將需要擴(kuò)容的大小設(shè)置成原本的大小，然后就判斷能不能找到那么大的空間。 p = (int *)realloc(v->data, sizeof(int) * (v->size + extr_size)); 如果在系統(tǒng)中能找到這么大的容量，那么就返回找到的內(nèi)存地址的首地址，然后就可以結(jié)束跳出循環(huán)；要是找不到的話那只能降低要求，把 extr_size 除以 2，看看能不能知道，如果實(shí)在找不到，extr_size 為 0，就會(huì)跳出循環(huán)。然后可以通過(guò)判斷 p 是不是空指針來(lái)判斷程序是找到能夠擴(kuò)容的空間退出的還是找不到退出的。
要是對(duì) malloc、calloc 和 realloc 不熟悉的，可以看我這篇博文：C語(yǔ)言深入探索動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配的使用
5.釋放操作
void clear(Vec *v){ //釋放空間
if(v == NULL) return;
free(v->data);
free(v);
return;
}先釋放數(shù)據(jù)，再釋放整個(gè)順序表。
6.輸出
void output(Vec *v){
if(v == NULL) return ;
printf("[");
for(int i = 0; i < v->length; i++){
i && printf(", ");
printf("%d", v->data[i]);
}
printf("]\n");
return ;
}三、示例
#include <stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<time.h>
//#include<windows.h>
#define COLOR(a, b) "\033[" #b "m" a "\033[0m"
#define GREEN(a) COLOR(a, 32)
#define RED(a) COLOR(a, 31)
typedef struct Vector{
int *data; //該順序表這片連續(xù)空間的首地址
int size, length;
} Vec;
Vec *init(int n){ //該順序表具有n個(gè)存儲(chǔ)單元
Vec *v = (Vec *)malloc(sizeof(Vec)); //在內(nèi)存棧上開(kāi)辟一個(gè)空間 malloc在內(nèi)存的堆區(qū)，在函數(shù)外面也能訪問(wèn)
v->data = (int *)malloc(sizeof(int) * n);
v->size = n;
v->length = 0;
return v;
}
int expand(Vec *v){
//順序表的擴(kuò)容
//malloc 動(dòng)態(tài)申請(qǐng)空間，空間不一定干凈 calloc 動(dòng)態(tài)申請(qǐng)空間，并且清空 realloc 重新申請(qǐng)空間
int extr_size = v->size;
int *p;
while(extr_size) {
p = (int *)realloc(v->data, sizeof(int) * (v->size + extr_size));
if(p != NULL) break; //p不為空，說(shuō)明擴(kuò)容成功，這個(gè)時(shí)候直接跳出循環(huán)
extr_size >>= 1; //否則就把額外擴(kuò)容的空間除以2，降低要求
}
if(p == NULL) return 0; //判斷跳出循環(huán)究竟是擴(kuò)容成功還是擴(kuò)容失敗，如果擴(kuò)容失敗，那就是p為空地址，找不到符合條件的內(nèi)存區(qū)域
v->size += extr_size;
v->data = p;
return 1;
}
int insert(Vec *v, int ind, int val) { //ind為插入元素的位置,val為插入元素的值
if(v == NULL) return 0;
if(ind < 0 || ind > v->length) return 0;
if(v->length == v->size) {
if(!expand(v)){
printf(RED("fail to expand!\n"));
}
printf(GREEN("success to expand! the size = %d\n"),v->size);
}
for(int i = v->length; i > ind; i--){
v->data[i] = v->data[i-1];
}
v->data[ind] = val;
v->length += 1;
return 1;
}
int erase(Vec *v, int ind){ //把下標(biāo)為ind的元素刪除
if(v == NULL) return 0;
if(ind < 0 || ind >= v->length) return 0;
for(int i = ind + 1; i < v->length; i++){
v->data[i - 1] = v->data[i];
}
v->length -= 1;
return 1;
}
void output(Vec *v){
if(v == NULL) return ;
printf("[");
for(int i = 0; i < v->length; i++){
i && printf(", ");
printf("%d", v->data[i]);
}
printf("]\n");
return ;
}
void clear(Vec *v){ //釋放空間
if(v == NULL) return;
free(v->data);
free(v);
return;
}
int main(){
#define MAX_N 20
Vec *v = init(1);
srand(time(0)); //設(shè)置種子
for (int i = 0; i < MAX_N; i++){
int op = rand() % 4;
int ind = rand() % (v->length + 3) - 1; //取值范圍[-1, v->length + 1]
int val = rand() % 100; //val為1到99之間的數(shù)
switch(op){
case 0:
case 1:
case 2: {
printf("insert %d at %d to the Vector = %d\n", val, ind, insert(v, ind, val));
}break;
case 3:{
printf("erase a item at %d = %d\n",ind,erase(v, ind));
}break;
}
output(v);
printf("\n");
}
#undef MAX_N
clear(v);
return 0;
}輸出結(jié)果如下：
insert 82 at 0 to the Vector = 1
[82]
insert 38 at 2 to the Vector = 0
[82]
success to expand! the size = 2
insert 7 at 1 to the Vector = 1
[82, 7]
success to expand! the size = 4
insert 86 at 2 to the Vector = 1
[82, 7, 86]
erase a item at 4 = 0
[82, 7, 86]
erase a item at 4 = 0
[82, 7, 86]
insert 48 at 0 to the Vector = 1
[48, 82, 7, 86]
insert 65 at 5 to the Vector = 0
[48, 82, 7, 86]
success to expand! the size = 8
insert 92 at 4 to the Vector = 1
[48, 82, 7, 86, 92]
erase a item at 2 = 1
[48, 82, 86, 92]
insert 81 at 2 to the Vector = 1
[48, 82, 81, 86, 92]
insert 9 at 0 to the Vector = 1
[9, 48, 82, 81, 86, 92]
insert 99 at 1 to the Vector = 1
[9, 99, 48, 82, 81, 86, 92]
insert 29 at 7 to the Vector = 1
[9, 99, 48, 82, 81, 86, 92, 29]
success to expand! the size = 16
insert 38 at 0 to the Vector = 1
[38, 9, 99, 48, 82, 81, 86, 92, 29]
erase a item at 0 = 1
[9, 99, 48, 82, 81, 86, 92, 29]
erase a item at 8 = 0
[9, 99, 48, 82, 81, 86, 92, 29]
erase a item at 6 = 1
[9, 99, 48, 82, 81, 86, 29]
insert 57 at -1 to the Vector = 0
[9, 99, 48, 82, 81, 86, 29]
insert 32 at 4 to the Vector = 1
[9, 99, 48, 82, 32, 81, 86, 29]
到此這篇關(guān)于C語(yǔ)言全面講解順序表使用操作的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C語(yǔ)言順序表內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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