数据结构 2-2 线性表的顺序表实现

一、概念

线性表有两种实现方式，顺序表和链表，顺序表作为较简单的实现方式，可以借用数组来实现。顺序表和链表各有各自的优缺点，这是由其性质所决定的，在选择时要根据题目要求，灵活进行选择。

二、定义

以C代码为例，需要定义一个结构体，结构体中包括一个数组、一个变量代表线性表的最大长度，一个变量代表线性表的当前已使用长度。这里需要注意，数组作为存储线性表数据的载体，具有两种分配方式。

王道数据结构上将分配分为动态和静态，所谓静态是指在定义时直接指定确定长度的数组

int data[100];

像这种形式就属于静态分配，一次性划分好所有的位置，也是比较常用的一种，毕竟只要开的足够大就不会出现溢出。动态是通过内存分配函数malloc来实现，在定义结构体时定义一个动态分配数组的指针，然后单独写一个初始化的语句来为这块内存开辟空间，那么开辟的空间就可以根据题目的数据进行自由的分配。当溢出时，可以用malloc函数再分配一个更大的内存空间，将原来空间的内容复制进去再向里面添加。这里补充一下malloc函数，malloc函数用于获取内存上一个连续空间，需要和free配合使用，如果获取了长度为5的空间，函数会在计算机上顺序找一个连续的长度为5的空间来存储数据，这里很有趣的是，如果你在这个数组中存第六个数据，有时是可以存进去的，这取决于分配给你这个数组的连续空间的第六位置是不是空的，如果空是可以存入并读出的。

L.data=(int*)malloc(sizeof(int)*initsize);

但是个人感觉这样区分感知不强，如果说动态分配仅仅是为了方便溢出的处理，那也完全可以不用malloc函数，动态分配溢出时开辟一个新的空间，那按照静态的方法也完全可以在溢出时开一个两倍长的数组，把原来的数据放进去再存入，也是一个道理。个人不太明白这样分配意义何在，实在是徒增功耗。

三、代码实现

线性表作为入门的数据结构，顺序实现只有几个简单的操作：增和删。

对线性表的增加，真的不需要什么难度，唯一的一个点就是位置的移动，将插入位置及其后面的元素全部后移一个位置即可，简而言之就是插队。删除也是一个道理，把删除位置后面的代码全都前移一个位置，可以看作原来在排队的一个人不想排就走了，那后面的人肯定要向前补上。

在一开始初始化线性表时，也可以直接使用增加函数而不用单独写初始化函数，直接从头开始添加数据。增加时需要更新当前长度的变量，一旦长度等于了最大长度，就禁止增加，删除也是一个道理。增加时如果要插入的位置超过了现在的长度就禁止插入，删除如果目标位置上没有数据也禁止删除。

上手撸代码，很久没敲数据结构了，手很生，可能会有错，而且为了演示性加了很多文字提示，有些臃肿。

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int initsize=10;
struct List{int *data;int length;int size;
};
struct List l;
void init()
{l.data=(int*)malloc(sizeof(int)*initsize);l.size=initsize;l.length=0;
}
bool insert(int tar,int num)
{if(tar>l.length||l.length==l.size){/*//动态调整线性表长度 int *temp=(int*)malloc(sizeof(int)*(tar+1));for(int i=0;i<l.length;i++)temp[i]=l.data[i];l.data=temp;l.size=tar; */return false;}for(int i=l.length;i>=tar;i--)l.data[i]=l.data[i-1];l.data[tar]=num;l.length++;return true;
}
bool del(int tar)
{if(tar>=l.length||l.length==0)return false;for(int i=tar;i<l.length;i++)l.data[i]=l.data[i+1];l.data[l.length]=0;l.length--;return true;
}
void print()
{for(int i=0;i<l.length;i++)printf("%d ",l.data[i]);printf("\n");
}
void delmode()
{   int deltar;printf("Input the location you want to delete:");scanf("%d",&deltar);if(del(deltar-1))printf("Delete succeed\n");elseprintf("ERROR!\n");
}
void insmode()
{int tar,num;printf("input the location and the number you want to insert:");scanf("%d %d",&tar,&num);if(insert(tar-1,num))printf("Insert succeed!\n");elseprintf("ERROR\n");
}int main()
{   init();int len,temp,choice=-1;printf("Input the length of the list :");scanf("%d",&len);printf("Input %d numbers:",len);for(int i=0;i<len;i++){scanf("%d",&temp);if(!insert(i,temp))printf("ERRPR!\n");}print();while(choice!=0){printf("1-delete\n");printf("2-insert\n");printf("3-show\n");printf("0-exit\n");printf("Choice the function you want:");scanf("%d",&choice);switch(choice){case 1:delmode();break;case 2:insmode();break;case 3:print();break;case 0:break;default:printf("input error!");break;}      }free(l.data);return 0;}

四、优缺点分析

这种线性表的实现，好处时随机取用，可以直接访问线性表里面有数据的任何一个部分，而使用链表就只能从头一点一点移动到目的位置，缺点也很明显，删除和增加需要的时间很大，毕竟需要大量的移动数据，删除和增加的时间复杂度都是O(n)。另外顺序表实现存储密度大，因为链表实现时每个节点都需要一个指向下一个节点的指针，双向链表更是需要两个，而顺序表则不用，一个结构体里面直接用数组存放，不需要这些花里胡哨的东西。