老郭带你学数据结构（C语言系列）1-线性表之静态顺序表

在学习之前，先说下我的软件情况，操作系统是manjaro linux 今天刚刚升级的，编辑器是vim8.0.55，编译器是gcc 6.2.1，调试器是gdb 7.12,版本再低点也可以，只要gcc版本是5以上，就应该问题不大。

一、基本概念：

线性表：由n个类型相同的数据元素组成的有限序列，记为（a1,a2,……an）。

线性表的特征：其中的元素存在这序偶关系，元素之间存在着严格的次序关系。

顺序存储表：线性表中的元素依次存放在一组地址连续的存储单元(数组)中。

存储特点：若已知首元素的起始地址a0和每个元素占用的空间m，则计算第i个元素的存储位置：ai = a0 + (i - 1)m。

顺序表的特征：（1）在逻辑上相邻的元素，在物理上也是相邻

（2）知道表中起始元素的地址，线性表中的任一个元素地址都可以确定，因此很容易实现对线性表中的元素的随机访问。

二、代码实现：

1）结构实现（行号是为了阅读和说明代码方便，请复制代码是忽略行号）

1 typedef int ElemType;                                                 

 2

 3

 4 #define MAX 100

 5 struct sqList{

 6     ElemType data[MAX];

 7     int len;

 8 } ;

说明：第1行是定义一种数据类型，方便以后让线性表的适用范围更广；

第4行是定义表的大小，方便以后修改；

第5-8行是定义一个结构体，其中封装了线性表的存储结构与线性表的大小；

2）抽象数据类型（主要是为了说明定义的结构(本例中是顺序表)支持的运算操作，为了使用上的方便，建议使用头文件加实现的方式来运用）

10 struct sqList;

11 typedef struct sqList SqList;

12

13 //初始化线性表

14 void ListInit(SqList *list);

15

16 //判断线性表是否为空，为空返回1,不为空返回0

17 int ListEmpty(SqList list);

18

19 //判断线性表是否已满，已满返回1,未满返回0

20 int ListFull(SqList list);

21

22 //创建线性表，根据提示，先输入表的长度，再根据提示依次输入表元素的值,>   成功输出0,不成功输出为-1

23 void ListCreate(SqList *list);

24

25 //求取线性表的长度

26 int ListLength(SqList list);

27

28 //查找指定元素值是否在表中,成功返回下标，不成功则返回0

29 int LocateElem(SqList list, ElemType elem);

30

31 //线性表中插入指定位置，值已知的元素

32 void ListInsert(SqList *list, int i, ElemType elem);

33

34 //删除线性表中的元素，并返回删除位置的值

35 int ListDelete(SqList *list, int i);

36

38 int37 //访问数据元素算法实现

38 int ListVisit(SqList list, int i);

39

40 //输出线性表元素

41 void ListPrint(SqList list);

42 #endif

说明：第10行是声明一个线性表的结构体变量sqList；

第11行使用了typedef的定义，以后可以使用SqList sqList就可以声明一个名称为sqList的结构体；

第13-41行线性表支持的运算操作，每个方法都有注释，参数也比较简单明了，就不再多说

3）头文件实现

将1）和2）中的代码整合后，在第4行加上#ifndef SqList_H，在第42行加上#endif，实际项目中这样作是为了避免重复定义和引用头文件,文件名为SqList.h，完整代码如下：

1 typedef int ElemType;

 2 #ifndef SqList_H

 3

 4 #define MAX 100

 5 typedef struct sqList{

 6     ElemType data[MAX];

 7     int len;

 8 } SqList;

 9

10 struct sqList;

11 typedef struct sqList SqList;

12

13 //初始化线性表

14 void ListInit(SqList *list);

15

16 //判断线性表是否为空，为空返回1,不为空返回0

17 int ListEmpty(SqList list);

18

19 //判断线性表是否已满，已满返回1,未满返回0

20 int ListFull(SqList list);

21

22 //创建线性表，根据提示，先输入表的长度，再根据提示依次输入表元素的值,成功输出0,不成

   功输出为-1

23 void ListCreate(SqList *list);

24

25 //求取线性表的长度

26 int ListLength(SqList list);

27

28 //查找指定元素值是否在表中,成功返回下标，不成功则返回0

29 int LocateElem(SqList list, ElemType elem);

30

31 //线性表中插入指定位置，值已知的元素

32 void ListInsert(SqList *list, int i, ElemType elem);

33

34 //删除线性表中的元素，并返回删除位置的值

35 int ListDelete(SqList *list, int i);

36

37 //访问数据元素算法实现

38 int ListVisit(SqList list, int i);

39

40 //输出线性表元素

41 void ListPrint(SqList list);

42 #endif

4）操作算法实现,实现头文件定义的顺序表的操作，文件名为SqList.c(注意头文件和和实现文件名字一模一样，只有后缀名由区别)，具体代码如下：

1 #include <stdio.h>

  2 #include "SqList.h"

  3

  4

  5                                                                                                                                                                                            

  6 //初始化线性表

  7 void ListInit(SqList *list){

  8     (*list).len = 0;

  9 }

 10

 11 //判断线性表是否为空，为空返回1,不为空返回0

 12 int ListEmpty(SqList list){

 13     if(0 == list.len){

 14         return 1;

 15     }

 16

 17     return 0;

 18 }

 19

 20 //判断线性表是否已满，已满返回1,未满返回0

 21 int ListFull(SqList list){

 22     if(MAX == list.len){

 23         return 1;

 24     }

 25

 26     return 0;

 27 }

 28

 29 //创建线性表，根据提示，先输入表的长度，再根据提示依次输入表元素的值,成功输出0,不成功输出为-1

 30 void ListCreate(SqList *list){

 31     int i;

 32     printf("please input the length of the list which you want to create: \n");

 33     scanf("%d", &((*list).len));

 34     if((*list).len > MAX){

 35         return;

 36     }

 37     for(i = 0; i < (*list).len; i++){

 38         printf("please input NO %d element: \n", i);

 39         scanf("%d", &((*list).data[i]));

 40     }

 41 }

 42

 43 //求取线性表的长度

 44 int ListLength(SqList list){

 45

 46     return list.len;

 47 }

 48

 49 //查找指定元素值是否在表中,成功返回下标，不成功则返回0

 50 int LocateElem(SqList list, ElemType elem){

 51     int i;

 52     for(i = 0; i < list.len; i++){

 53         if(list.data[i] == elem){

 54             return i+1;

 55         }

 56     }

 57

 58     return 0;

 59 }

 60

 61 //线性表中插入指定位置，值已知的元素

 62 void ListInsert(SqList *list, int i, ElemType elem){

 63     if(i < 0 || i > MAX){

 64         return;

 65     }

 66     if(1 == ListFull(*list)){

 67         printf("表已满！\n");

 68     }

 69     for(int j = (*list).len; j >= i - 1; j--){

 70         (*list).data[j + 1] = (*list).data[j];

 71     }

 72     (*list).data[i - 1] = elem;

 73     (*list).len++;

 74 }

 75

 76 //删除线性表中的元素，并返回删除位置的值

 77 int ListDelete(SqList *list, int i){

 78     if(i < 0 || i > (*list).len){

 79         return -1;

 80     }

 81     if(ListEmpty(*list)){

 82         return -1;

 83     }

 84     int x = (*list).data[i - 1];

 85     for(int j = i - 1; j < (*list).len; j++){

 86         (*list).data[j] = (*list).data[j + 1 ];

 87     }

 88     (*list).len--;

 89

 90     return x;

 91 }

 92

 93 //访问数据元素算法实现

 94 int ListVisit(SqList list, int i){

 95     if(i < 0 || i > list.len){

 96         return -1;

 97     }

 98

 99     return list.data[i - 1];

100 }

101

102 //输出线性表元素

103 void ListPrint(SqList list){

104     for(int i = 0; i < list.len; i++){

105         printf("%d\t", list.data[i]);

106     }

5）测试代码的实现,实现头文件是实现文件的整合应用，文件名可以随意，建议取得有意义，一般以test为前缀，我的文件名称testSqList.c,具体代码为：

1 #include <stdio.h>                                                                                                                                                                          

 2 #include "SqList.h"

 3

 4

 5

 6 int main(int argc, char *argv)

 7 {

 8     SqList sqlist;

 9

10     ListInit(&sqlist);

11     ListCreate(&sqlist);

12     if(!ListEmpty(sqlist)){

13         printf("表不为空\n");

14     }    

15     ListPrint(sqlist);

16     ListInsert(&sqlist, 3, 9);

17     if(!ListFull(sqlist)){

18         printf("表没有满\n");

19     }

20     ListPrint(sqlist);

21     printf("表的长度为：%d\n", (sqlist).len);

22     int i = ListDelete(&sqlist,3);

23     ListPrint(sqlist);

24     printf("%d\n", i);

25

26     return 0;

27 }

当然也可以自己实现其他的，数据结构代码的三个步骤如下：

1、实现数据结构的逻辑结构与基本数据类型定义，规划合理的抽象数据类型，也就是数据结构支持的操作运算，并使用#ifndef...#endif方式实现头文件；

2、实现抽象数据类型，并予以合理的实现；

3、实现数据结构的测试，测试结构，符合要求，完工，否则继续重复1和2两个步骤，直到成功。

6）补充说明：

对多文件的编译，使用命令gcc testSqList.c SqList.c -o testSqList即可，也就是将多个需要的文件名放置在命令gcc和选项-o之间，后面的就是编译后的文件，可以省略，默认是a.out可执行文件，由于每次都是同一个名字，会相互覆盖，建议取一个由意义的名字