数据结构-1-顺序表的实现
学习资料:数据结构(C语言版) 清华大学出版社
其中部分函数的解释来源于百度百科……
线性表的顺序表示与实现
线性表的顺序表示:指的是用一组地址连续的存储单元依次存储线性表的数据元素。这种机内表示称作线性表的顺序存储结构或者顺序映像。 关于线性表顺序存储结构的分析:
优点:只要确定了存储线性表的起始位置,线性表中任一数据元素都可以随机存取。 缺点:当作插入或者删除的操作时,需要移动大量的元素。
一、准备阶段: 1、开始前关于程序的头文件和宏定义等相关准备如下:
1 #include<stdio.h> 2 #include<stdlib.h> 3 using namespace std; 4 #define TRUE 1 5 #define FALSE 0 6 #define OK 1 7 #define ERROR 0 8 #define OVERFLOW -2 9 #define LIST_INIT_SIZE 100 10 #define LISTINCREMENT 10
2、辅助定义:
typedef int Status;
typedef int ElemType;
定义不同的数据类型名称是为了增强程序的可读性。
日后编写代码长度较大的程序中,若需要进行类型变换(比如换成double)只要写成:“typedef double ElemType; ”就可以了。
3、用结构体构造一个顺序表,定义了顺序表的地址、长度和当前分配的存储容量。代码如下:
1 typedef struct 2 { 3 ElemType *elem;//存储空间的基址 4 int length;//当前长度 5 int listsize;//当前分配的存储容量(以sizeof(ElemType)为单位) 6 } Sqlist;
二、相关函数
1、线性表的初始化
顺序表的初始化操作是为顺序表分配一个预定义大小的输足空间,并且将线性表的当前长度设为0。当空间不足时,可以再一次进行分配,为顺序表增加一个大小为存储LISTINCREMENT个数据元素的空间。
调试时出现的问题:
一开始代码按照书上写为“&L”(第一行)
可是出现“expected ‘)’ before'&’ token”字眼的错误(当时选择了C语言的编译环境)
后来改为'*L'的写法(函数内涉及L的访问用'(*L).'/'(L->)'的写法)可以正常运行(这时我改了C++的编译环境)。
原来这是编译环境的问题。第一种‘&L’的写法在C++的编译环境下是也可以正常编译的。而C的编译环境不支持。
1 Status InitList_Sq(SqList *L) 2 { 3 (*L).elem=(ElemType *)malloc(LIST_INIT_SIZE*sizeof(ElemType)); 4 if(!(*L).elem)exit(OVERFLOW); 5 (*L).length=0; 6 (*L).listsize=LIST_INIT_SIZE; 7 return OK; 8 }
在这里用到了malloc函数(动态内存分配):
头文件:#include <stdlib.h>
功能:malloc 向系统申请分配指定size个字节的内存空间。
返回值:如果分配成功则返回指向被分配内存的指针(此存储区中的初始值不确定),否则返回空指针NULL。当内存不再使用时,应使用free()函数将内存块释放。函数返回的指针一定要适当对齐,使其可以用于任何数据对象 。
2、数据的插入
向指定位置pos插入数据e(插入前判断是否需要增加存储空间,若不够就增加分配)。先移动指针再插入e。需要考虑输入的pos是否合法。
1 Status ListInsert_Sq(SqList *L,int pos,ElemType e) 2 { 3 ElemType *newbase,*p,*q; 4 if(pos<1||pos>(*L).length+1) 5 { 6 cout<<"this position is illegal!"<<endl; 7 return ERROR; 8 } 9 if((*L).length>=(*L).listsize)//当前存储空间已满,增加分配 10 { 11 newbase=(ElemType *)realloc((*L).elem,((*L).listsize+LISTINCREMENT)*sizeof(ElemType)); 12 if(!newbase) exit(OVERFLOW);//存储分配失败返回“溢出啦!” 13 (*L).elem=newbase;//新基址的赋予 14 (*L).listsize+=LISTINCREMENT;//增加存储容量 15 } 16 q=&((*L).elem[pos-1]);//q就是插入位置 17 for(p=&((*L).elem[L->length-1]); p>=q; --p) 18 *(p+1)=*p; 19 *q=e; 20 (*L).length++; 21 return OK; 22 }
这里用到了realloc(动态内存调整)函数:
头文件:
1 Status ListDelete_Sq(SqList *L,int pos,ElemType &e) 2 { 3 ElemType *p,*q; 4 if((pos<1)||(pos>(*L).length)) return ERROR;//输入地址不合法 5 p=&((*L).elem[pos-1]);//p是被删除元素的位置 6 e=*p;//被删除的值赋给e 7 q=(*L).elem+(*L).length-1;//表尾元素的定位 8 for(++p; p<=q; ++p) *(p-1)=*p; 9 (*L).length--; 10 return OK; 11 }
4、元素的排序
在这里我使用了选择排序法。功能是将顺序表L中的元素按从大到小的位置进行排序。反过来的话改一下大小符号就可以啦!:p
1 void ListSort_Sq(SqList *L) 2 { 3 int i, j, tmp, maxn; 4 for(i=0; i<(*L).length-1; i++) 5 { 6 maxn = i; 7 for(j=i; j<(*L).length; j++) 8 { 9 if((*L).elem[maxn]<(*L).elem[j]) 10 maxn=j; 11 } 12 tmp =(*L).elem[i]; 13 (*L).elem[i]=(*L).elem[maxn]; 14 (*L).elem[maxn]=tmp; 15 } 16 } /*选择排序法*/
5、查找指定元素的首次出现的位置
功能就是这个函数的字面意思= =…… 恩,在写这个函数之前还要再写个小帮手bool类型compare函数去进行两个元素间的比较,若相同则返回true,否则返回false。
1 bool Compare_Sq(ElemType *a,ElemType *b) 2 { 3 if(*a==*b) return TRUE; 4 else return FALSE; 5 }
接下来就是locate函数啦!返回指定元素首次出现的位置。注意:返回的值是实际位置的-1.
1 Status LocateElem_Sq(SqList *L,ElemType e) 2 { 3 int pos; 4 ElemType *q; 5 q=(*L).elem;//获取数组的首元素地址 6 while(pos<=(*L).length&&!Compare_Sq(q,&e)) 7 { 8 pos++; 9 q++; 10 } 11 if(pos<=(*L).length) 12 return pos; 13 else return 0; 14 }
在调试的时候出现了这种错误:
C:\Users\Winwinsheep\Desktop\xianxingbiao.cpp||In function 'Status LocateElem_Sq(SqList*, ElemType)':|
C:\Users\Winwinsheep\Desktop\xianxingbiao.cpp|97|error: invalid conversion from 'ElemType {aka int}' to 'ElemType* {aka int*}' [-fpermissive]|
C:\Users\Winwinsheep\Desktop\xianxingbiao.cpp|86|error: initializing argument 2 of 'bool Compare_Sq(ElemType*, ElemType*)' [-fpermissive]|
上网查找了很多都没弄明白这究竟是什么问题。后来改了locate函数的第六行(原来是(q,e),我在e的前面加了个地址符。
我猜大概是因为compare这个小函数里是用指针进行运算的,而在locate函数中q本来就定义为指针类型,而e是ElemType类型。所以需要在e传入时加一个取址符保证它的一致性。
6、两个顺序表的归并
将两个顺序表L1和L2归并到L3中。函数中会为L3分配可以容下L1和L2的内存,归并后按照小顺序表自身原来的顺序排序。
1 void MergeList_Sq(SqList *La,SqList *Lb,SqList *Lc) 2 { 3 //已知顺序线性表La与Lb的元素按值非递减排列 4 //归并La和Lb得到新的顺序线性表Lc,Lc的元素也按值非递减排列 5 ElemType *pa,*pb,*pa_last,*pb_last,*pc; 6 pa=(*La).elem; 7 pb=(*Lb).elem; 8 (*Lc).listsize=(*Lc).length=(*La).length+(*Lb).length; 9 pc=(*Lc).elem=(ElemType *)malloc((*Lc).listsize*sizeof(ElemType)); 10 if(!(*Lc).elem) exit(OVERFLOW);//存储分配失败 11 pa_last=(*La).elem+(*La).length-1; 12 pb_last=(*Lb).elem+(*Lb).length-1;//??? 13 while(pa<=pa_last&&pb<=pb_last)//归并 14 { 15 if(*pa<=*pb) *pc++=*pa++; 16 else *pc++=*pb++; 17 } 18 while(pa<=pa_last) *pc++=*pa++;//插入La的剩余元素 19 while(pb<=pb_last) *pc++=*pb++;//插入Lb的剩余元素 20 }
我也没弄明白11 12行代码的意思,明天弄明白了上来更改……
7、顺序表的输出
恩,就是按顺序输出顺序表里的元素。
1 void Output_L(SqList *L) 2 { 3 int i; 4 for(i=0; i<(*L).length; i++) 5 printf("%d ",(*L).elem[i]); 6 cout<<endl; 7 cout<<"The length of the SqList:"<<(*L).length<<endl<<endl; 8 }
8、顺序表的销毁
销毁指定的顺序表。(用完就删,做一个节俭的好孩子,日常生活已经那么穷了,唉,内存更不能浪费啊!万一电脑崩溃了……QAQ)
1 void Output_L(SqList *L) 2 { 3 int i; 4 for(i=0; i<(*L).length; i++) 5 printf("%d ",(*L).elem[i]); 6 cout<<endl; 7 cout<<"The length of the SqList:"<<(*L).length<<endl<<endl; 8 }
三、主函数
在顺序表的实现过程中,不要想着一下子就写完,写完了就能立刻嗖嗖地运行起来。边走边调试会简单得多。
在主函数中记录了我每一个函数的调用和调试。
如果有写的不好的地方希望指出来,一定改正。
1 int main() 2 { 3 SqList* L1=new SqList(); 4 InitList_Sq(L1);//初始化函数的测试 5 (*L1).length=10; 6 7 for(int i=0; i<(*L1).length; i++) 8 { 9 (*L1).elem[i]=i; 10 } 11 Output_L(L1); 12 13 int a,n; 14 cout<<"Insert test"<<endl<<"Please input a legal position :"<<endl; 15 cin>>a; 16 cout<<"Please input the data:"<<endl; 17 cin>>n; 18 ListInsert_Sq(L1,a,n); 19 Output_L(L1); 20 cout<<"Delete test"<<endl<<"Please input a legal position :"<<endl; 21 cin>>a; 22 ListDelete_Sq(L1,a,n); 23 cout<<"The delete data is "<<n<<endl; 24 Output_L(L1); 25 26 cout<<"Sort test"<<endl; 27 ListSort_Sq(L1); 28 Output_L(L1); 29 30 cout<<"Now you can create a personal SqList.Please input ten data."<<endl; 31 SqList* L2=new SqList(); 32 InitList_Sq(L2); 33 for(int i=0; i<10; i++) 34 { 35 int c; 36 cin>>c; 37 ListInsert_Sq(L2,i+1,c); 38 } 39 40 Output_L(L2); 41 ListSort_Sq(L2); 42 Output_L(L2); 43 44 45 cout<<"Lotate test"<<endl<<"Please input a data:"<<endl; 46 cin>>a; 47 int b=LocateElem_Sq(L2,a); 48 if(b) cout<<"The first position of "<<a<<" is "<<b+1<<endl; 49 else cout<<"Fail to find '"<<a<<"' in List2."<<endl; 50 51 52 cout<<"MergeList test"<<endl; 53 SqList* L3=new SqList(); 54 MergeList_Sq(L1,L2,L3); 55 Output_L(L3); 56 57 DestroyList_Sq(L1); 58 DestroyList_Sq(L2); 59 DestroyList_Sq(L3); 60 return 0; 61 }
附一张运行的图
四、个人收获与思考
^_^
顺序表是这门课最为基本和应该来说算是最简单的数据结构。
上机之前内心有些焦虑,可能作为一个新手有对长长的代码量具有些许害怕。不过真的一步一步去写,当整个程序完成的时候特别有成就感啊!
加油。
本文中若有不正确的地方望指出与海涵,定更正。
转载于:https://www.cnblogs.com/AKsnoopy/p/4876123.html
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