C語言線性表的順序表示與實現(xiàn)實例詳解
1.概述
通常來說順序表是在計算機的內(nèi)存中以數(shù)組的形式保存的線性表,是用一組地址連續(xù)的存儲單元依次存儲數(shù)據(jù)元素的線性數(shù)據(jù)結構。線性表采用順序存儲的方式存儲就稱之為順序表。順序表是將表中的結點依次存放在計算機內(nèi)存中一組地址連續(xù)的存儲單元中。
將表中元素一個接一個的存入一組連續(xù)的存儲單元中,這種存儲結構就是順序結構。
采用順序存儲結構的線性表簡稱為“ 順序表”。順序表的存儲特點是:只要確定了起始位置,表中任一元素的地址都通過下列公式得到:LOC(ai)=LOC(a1)+(i-1)*L 1≤i≤n 其中,L是元素占用存儲單元的長度。如順序表的每個結點占用len個內(nèi)存單元,用location (ki)表示順序表中第i個結點ki所占內(nèi)存空間的第1個單元的地址。則有如下的關系:location (ki+1) = location (ki) +len
location (ki) = location(k1) + (i-1)len
存儲結構要體現(xiàn)數(shù)據(jù)的邏輯結構,順序表的存儲結構中,內(nèi)存中物理地址相鄰的結點一定具有順序表中的邏輯關系。
2.基本操作
/* c2-1.h 線性表的動態(tài)分配順序存儲結構 */ #define LIST_INIT_SIZE 10 /* 線性表存儲空間的初始分配量 */ #define LISTINCREMENT 2 /* 線性表存儲空間的分配增量 */ typedef struct { ElemType *elem; /* 存儲空間基址 */ int length; /* 當前長度 */ int listsize; /* 當前分配的存儲容量(以sizeof(ElemType)為單位) */ }SqList; /* bo2-1.c 順序表示的線性表(存儲結構由c2-1.h定義)的基本操作(12個) */ Status InitList(SqList *L) /* 算法2.3 */ { /* 操作結果:構造一個空的順序線性表 */ (*L).elem=(ElemType*)malloc(LIST_INIT_SIZE*sizeof(ElemType)); if(!(*L).elem) exit(OVERFLOW); /* 存儲分配失敗 */ (*L).length=0; /* 空表長度為0 */ (*L).listsize=LIST_INIT_SIZE; /* 初始存儲容量 */ return OK; } Status DestroyList(SqList *L) { /* 初始條件:順序線性表L已存在。操作結果:銷毀順序線性表L */ free((*L).elem); (*L).elem=NULL; (*L).length=0; (*L).listsize=0; return OK; } Status ClearList(SqList *L) { /* 初始條件:順序線性表L已存在。操作結果:將L重置為空表 */ (*L).length=0; return OK; } Status ListEmpty(SqList L) { /* 初始條件:順序線性表L已存在。操作結果:若L為空表,則返回TRUE,否則返回FALSE */ if(L.length==0) return TRUE; else return FALSE; } int ListLength(SqList L) { /* 初始條件:順序線性表L已存在。操作結果:返回L中數(shù)據(jù)元素個數(shù) */ return L.length; } Status GetElem(SqList L,int i,ElemType *e) { /* 初始條件:順序線性表L已存在,1≤i≤ListLength(L) */ /* 操作結果:用e返回L中第i個數(shù)據(jù)元素的值 */ if(i<1||i>L.length) exit(ERROR); *e=*(L.elem+i-1); return OK; } int LocateElem(SqList L,ElemType e,Status(*compare)(ElemType,ElemType)) { /* 初始條件:順序線性表L已存在,compare()是數(shù)據(jù)元素判定函數(shù)(滿足為1,否則為0) */ /* 操作結果:返回L中第1個與e滿足關系compare()的數(shù)據(jù)元素的位序。 */ /* 若這樣的數(shù)據(jù)元素不存在,則返回值為0。算法2.6 */ ElemType *p; int i=1; /* i的初值為第1個元素的位序 */ p=L.elem; /* p的初值為第1個元素的存儲位置 */ while(i<=L.length && !compare(*p++,e)) ++i; if(i<=L.length) return i; else return 0; } Status PriorElem(SqList L,ElemType cur_e,ElemType *pre_e) { /* 初始條件:順序線性表L已存在 */ /* 操作結果:若cur_e是L的數(shù)據(jù)元素,且不是第一個,則用pre_e返回它的前驅(qū), */ /* 否則操作失敗,pre_e無定義 */ int i=2; ElemType *p=L.elem+1; while(i<=L.length && *p!=cur_e) { p++; i++; } if(i>L.length) return INFEASIBLE; else { *pre_e=*--p; return OK; } } Status NextElem(SqList L,ElemType cur_e,ElemType *next_e) { /* 初始條件:順序線性表L已存在 */ /* 操作結果:若cur_e是L的數(shù)據(jù)元素,且不是最后一個,則用next_e返回它的后繼, */ /* 否則操作失敗,next_e無定義 */ int i=1; ElemType *p=L.elem; while(i<L.length && *p!=cur_e) { i++; p++; } if(i==L.length) return INFEASIBLE; else { *next_e=*++p; return OK; } } Status ListInsert(SqList *L,int i,ElemType e) /* 算法2.4 */ { /* 初始條件:順序線性表L已存在,1≤i≤ListLength(L)+1 */ /* 操作結果:在L中第i個位置之前插入新的數(shù)據(jù)元素e,L的長度加1 */ ElemType *newbase,*q,*p; if(i<1||i>(*L).length+1) /* i值不合法 */ return ERROR; if((*L).length>=(*L).listsize) /* 當前存儲空間已滿,增加分配 */ { newbase=(ElemType *)realloc((*L).elem,((*L).listsize+LISTINCREMENT)*sizeof(ElemType)); if(!newbase) exit(OVERFLOW); /* 存儲分配失敗 */ (*L).elem=newbase; /* 新基址 */ (*L).listsize+=LISTINCREMENT; /* 增加存儲容量 */ } q=(*L).elem+i-1; /* q為插入位置 */ for(p=(*L).elem+(*L).length-1;p>=q;--p) /* 插入位置及之后的元素右移 */ *(p+1)=*p; *q=e; /* 插入e */ ++(*L).length; /* 表長增1 */ return OK; } Status ListDelete(SqList *L,int i,ElemType *e) /* 算法2.5 */ { /* 初始條件:順序線性表L已存在,1≤i≤ListLength(L) */ /* 操作結果:刪除L的第i個數(shù)據(jù)元素,并用e返回其值,L的長度減1 */ ElemType *p,*q; if(i<1||i>(*L).length) /* i值不合法 */ return ERROR; p=(*L).elem+i-1; /* p為被刪除元素的位置 */ *e=*p; /* 被刪除元素的值賦給e */ q=(*L).elem+(*L).length-1; /* 表尾元素的位置 */ for(++p;p<=q;++p) /* 被刪除元素之后的元素左移 */ *(p-1)=*p; (*L).length--; /* 表長減1 */ return OK; } Status ListTraverse(SqList L,void(*vi)(ElemType*)) { /* 初始條件:順序線性表L已存在 */ /* 操作結果:依次對L的每個數(shù)據(jù)元素調(diào)用函數(shù)vi()。一旦vi()失敗,則操作失敗 */ /* vi()的形參加'&',表明可通過調(diào)用vi()改變元素的值 */ ElemType *p; int i; p=L.elem; for(i=1;i<=L.length;i++) vi(p++); printf("\n"); return OK; } /* algo2-1.c 實現(xiàn)算法2.1的程序 */ #include"c1.h" typedef int ElemType; #include"c2-1.h" /* 采用線性表的動態(tài)分配順序存儲結構 */ #include"bo2-1.c" /* 可以使用bo2-1.c中的基本操作 */ Status equal(ElemType c1,ElemType c2) { /* 判斷是否相等的函數(shù),Union()用到 */ if(c1==c2) return TRUE; else return FALSE; } void Union(SqList *La,SqList Lb) /* 算法2.1 */ { /* 將所有在線性表Lb中但不在La中的數(shù)據(jù)元素插入到La中 */ ElemType e; int La_len,Lb_len; int i; La_len=ListLength(*La); /* 求線性表的長度 */ Lb_len=ListLength(Lb); for(i=1;i<=Lb_len;i++) { GetElem(Lb,i,&e); /* 取Lb中第i個數(shù)據(jù)元素賦給e */ if(!LocateElem(*La,e,equal)) /* La中不存在和e相同的元素,則插入之 */ ListInsert(La,++La_len,e); } } void print(ElemType *c) { printf("%d ",*c); } int main() { SqList La,Lb; Status i; int j; i=InitList(&La); if(i==1) /* 創(chuàng)建空表La成功 */ for(j=1;j<=5;j++) /* 在表La中插入5個元素 */ i=ListInsert(&La,j,j); printf("La= "); /* 輸出表La的內(nèi)容 */ ListTraverse(La,print); InitList(&Lb); /* 也可不判斷是否創(chuàng)建成功 */ for(j=1;j<=5;j++) /* 在表Lb中插入5個元素 */ i=ListInsert(&Lb,j,2*j); printf("Lb= "); /* 輸出表Lb的內(nèi)容 */ ListTraverse(Lb,print); Union(&La,Lb); printf("new La= "); /* 輸出新表La的內(nèi)容 */ ListTraverse(La,print); return 0; }
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