C语言--实现顺序表的基本操作

一、预备知识（先说到这么多，具体问题和所需的内容在后面的编程中再说）

1、开发环境和开发语言：
环境：visual studio 2019
语言：C
2、形参的生命周期（一定要明白形参的生存周期，特别、特别、特别的重要，许多分析问题的时候都会用到这个东西）：
形参会在调用函数时，开辟内存空间，在调用函数并且函数执行结束后会自动收回开辟的内存空间，不管开辟的形参是普通变量（值传递）还是指针变量（地址传递）都会被收回。即被 “释放”。
3、函数参数的传递：

值传递：即将实参（普通变量或常量）做一份备份赋值给形参（普通变量）。

地址传递：同样也是将实参（指针或指针变量）做一份备份赋值给形参（指针变量），但区别的是此时实参和形参都是指向同一空间的。

引用传递：引用传递是C++新增加的参数传递方式，在本实验中不会使用，但是要特别注意许多书籍中都有使用引用传递.而在我们使用c语言编程（特别是源文件的后缀名是“.c”）的时候使用引用传递的时候是会报错的（不知道其他IDE会不会，但visual studio2019肯定会），因为c语言是没有引用传递的。所以此处要特别注意。而引用传递就是在形参的前面加上&符号，标识该形参是实参（实参必须是变量不能是常量，只能给变量取别名，不能给常量取别名）的引用（或别名），此时调用函数时就会给实参取上名为形参的别名。

二、准备工作

1、先创建好工程项目，源文件的后缀名可以为C也可以为C++

2、数据结构准备和常用信息的定义

//引入相关头文件
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<malloc.h>
//定义常用的宏常量
#define OVERFLOW -1
#define OK 1
#define ERROR 0
//空间初始分配量，为了检验空间扩展，初值取小一点
#define MAXSIZE 6
//空间分配增量
#define INCREMENT 10//定义相关的新数据类型
typedef int Status;//
typedef int ElemType;
//定义用于存放线性表的数据结构体
typedef struct {ElemType* elem;//用于存放空间基地址int length;//当前顺序表中实际元素的个数int listsize;//当前所分配的存储容量
}SqList;

3、方法清单：

//初始化顺序表的方法
Status InitList01(SqList *L)//将新元素e插入到顺序表L的第i个位置上
//方法的三个参数，顺序表的地址，插入的位置，插入的元素
Status InsertList(SqList *L,int i, ElemType e)//查找数据元素，返回该元素的下标
int SearchList(SqList L, ElemType e)//删除顺序表中指定的元素出现第一次的值
//删除成功返回元素出现的位置，否则返回-1
int Del_List1(SqList L, ElemType e) //删除顺序表中的第i个元素，被删除的元素用e带回
Status Del_list2(SqList L, int i, ElemType* e) //打印顺序表中的元素
void PrintList(SqList* L)

三、方法实现

一、初始化方法：主要实现对传递过来的顺续表进行初始化，

方法功能：
1、开辟数组空间，
2、初始当前顺序表长度
3、初始顺序的容量

Status InitList01(SqList *L){ L->elem = (ElemType *)malloc(MAXSIZE * sizeof(ElemType));if (L->elem == NULL) exit(OVERFLOW);//设置数组中的数据为0个元素L->length = 0;//设置数组的长度，由于上面开辟的空间共MAXSIZE个故而，此处的值也该为MAXSIZE个L->listsize = MAXSIZE;return OK;
}

二、插入方法：将新元素e插入到顺序表L的第i个位置上

方法功能：
1、检测用户输入的i值是否合法，
2、当数组中的元素已经满了，需要重新开辟新空间，并将原来数组中的内容复制到新数组中（这也是顺序表的一大弊端，当空间不够时需要重新开辟空间，并将原来的内容复制到新数组中，大大增加了了运行时间）
3、移动元素使i之后的元数全部后移一位（顺序表的另一弊端需要移动元素，增大开销）
4、将元素插入到i所指的空间，并修改length的值
知识点：这个方法中用到了realloc函数，该函数有两个参数，第一个参数：原来的地址（基地址），第二个参数：要开辟多大的空间

//将新元素e插入到顺序表L的第i个位置上
//方法的三个参数，顺序表的地址，插入的位置，插入的元素
Status InsertList(SqList *L,int i, ElemType e) {//检测用户输入的数据是否合法if (i<1 || i>L->length + 1)return ERROR;//用于暂存数组的新地址ElemType* p=NULL;//控制数组下标int j;//判断顺序表是否已满，若满，需要重新分配空间,并更新相关的数据项if (L->length >= L->listsize) {p = (ElemType*)realloc(L->elem, (L->listsize + INCREMENT) * sizeof(ElemType));if (p == NULL) exit(OVERFLOW);L->elem = p;L->listsize += INCREMENT;}//插入数据//1、移动数据元素for (j = L->length - 1; j >= i - 1; j--)L->elem[j + 1] = L->elem[j];//2、插入新元素L->elem[j + 1] = e;//3、修改length的值L->length++;return OK;
}

查找元素,并返回其下标

方法功能：通过将e和数组元素依次对比，若找到则返回该数组元素的下标，否则返回-1，表示没有找到

//查找数据元素，返回该元素的下标
int SearchList(SqList L, ElemType e) {int i;for (i = 0; i < L.length; i++)if (L.elem[i] == e)return ++i;return -1;
}

删除方法一：删除顺序表中指定的元素e在数组中第一次出现的元素

方法功能：
1、移动下标i使之指到元素和e相同的元素
2、删除元素，将该元素后面的全部元素向向前移动一位即可实现对该元素的删除，最后修改length的值

//删除顺序表中指定的元素出现第一次的值
//删除成功返回元素出现的位置，否则返回-1
int Del_List1(SqList L, ElemType e) {int i, j;for (i = 0; i < L.length; i++)if (L.elem[i] == e)break;if (i < L.length) {for (j = i; j < L.length; j++)L.elem[j] = L.elem[j + 1];L.length--;return ++i;}return -1;
}

删除方法二;删除顺序表中的第i个位置元素，并由e带回该元素

方法功能：
1、判断用户输入的数据是否合法，即是否大于数组的最大下标或者小于数组的最小下标
2、将下标i的内容赋值给*e
2、将i之后的元素全部向前移动一个位置，最后修改length的值

//删除顺序表中的第i个元素，被删除的元素用e带回
Status Del_list2(SqList L, int i, ElemType* e) {if (i<1 || i>L.length)return ERROR;int j;*e = L.elem[i - 1];for (j = i; j < L.length; j++) L.elem[j - 1] = L.elem[j];L.length--;return OK;
}

打印顺序表

方法功能：实现顺序的输出

//打印顺序表中的元素
void PrintList(SqList* L) {int i;if (L->length == 0)printf("当前的顺序表为空表\n");printf("当前顺序的状态如下：\n");for (i = 0; i < L->length; i++)printf("%d ", L->elem[i]);printf("\n");
}

四、测试代码和测试结果

在测试这里我多bb两句：你可以将每个功能的测试写成一个函数，然后在主函数中调用测试即可，这种方式更直观也更便于调试。也可以直接在主函数种直接写测试代码，但维护就测试就比较麻烦一点，还需要理清方法之间的先后顺序等等。。。但可以偷懒

测试初始化方法;

     SqList L;int i;int j = 1;int e;//测试初始化i = InitList01(&L);if ( i==OK)printf("初始化成功\n");elseprintf("初始化失败\n");

测试结果：

测试插入方法：

当输入-1时候表示插入完成，并退出插入，每插入一个数据后都会打印当前顺序表的状态

//测试插入功能while (1){printf("请输入一个数据进行插入;");scanf_s("%d", &e);if (e == -1)break;i = InsertList(&L, j, e);if (i == OK)printf("插入成功\n");elseprintf("插入失败\n");j++;PrintList(&L);}

测试结果

测试查询功能和删除功能

//测试查找功能int result;printf("请输入一个数据进行查找;");scanf_s("%d", &e);printf("查询的结果：%d\n", SearchList(L, e));//测试删除功能并返回指定元素while (1){printf("请输入一个数据进行删除;");scanf_s("%d", &e);if (e == -1)break;i = Del_List1(L, e);if (i != -1) {printf("删除成功\n");printf("删除元素的位置是：%d\n", i);}elseprintf("删除失败\n");j++;PrintList(&L);}//测试删除功能删除指定位置的元素，并返回该位置的元素while (1) {printf("请输入一个索引删除:");scanf_s("%d", &j);if (j == -1)break;i = Del_list2(L, j, &e);if (i == OK) {printf("删除成功\n");printf("被删除的元素是:%d\n", e);}elseprintf("删除失败\n");}

测试结果

小小的总结

今天的内容就是上面的内容。由于水平有限还有许多不足的地方还请谅解（轻点喷。。。），当然有错误的地方或者更优秀的算法可以一起讨论（等你哦。。。亲）。