第7课-线性表的顺序存储结构
1. 顺序存储定义
线性表的顺序存储结构，指的是用一段地址连续的存储单元依次存储线性表的
数据元素。
在C语言中可以用一维数组来实现顺序存储结构。
(1) 存储空间的起始位置：数组node
(2) 线性表的最大容量：数组长度MAXSIZE
(3) 线性表的当前长度：length
#define MAXSIZE 20
typedef struct _tag_List
{
char node[MAXSIZE];
int length;
}List;
2. 获取元素操作
(1) 判断线性表是否合法。
(2) 判断位置是否合法。
(3) 直接通过数组下标的方式获取元素。
char Get(List* list, int pos)
{
char ret = -1;
//1. 判断线性表是否合法
//2. 判断位置是否合法
if((list != NULL) && (0 <= pos) && (pos < list->length)){
//3. 获取元素
ret = list->node[pos];
}
return ret;
}
3. 插入元素操作
(1) 判断线性表是否合法。
(2) 判断插入位置是否合法。
(3) 把最后一个元素到插入位置的元素后移一个位置。
(4) 将新元素插入。
(5) 线性表长度加1。
元素插入算法：
int Insert(List* list, cahr c, int pos)
{
//1. 判断线性表是否合法
int ret = (list != NULL);
int i = 0;
//2. 判断插入位置是否合法
ret = ret && (list->length + 1 = MAXSIZE);
rer = ret && (0 <= pos);
if( ret )
{
if( pos >= list->length)
{
pos = list->length;
}
//3. 从最后一个元素开始到pos个位置
// 分别都将他们向后移动一个位置
for(i=list->length; i>pos; i--)
{
list->node[i] = list->node[i-1];
}
//4. 将新元素插入
list->node[i] = c;
//5. 长度加1
list->length++;
}
return ret;
}
4. 删除元素操作
(1) 判断线性表是否合法。
(2) 判断删除位置是否合法。
(3) 将元素取出。
(4) 将删除位置后的元素分别向前移动一个位置。
(5) 线性表长度减1。
元素删除算法：
char Delete(List* list, int pos)
{
char ret = -1;
int i = 0;
//1. 判断线性表是否合法
int ret = (list != NULL);
int i = 0;
//2. 判断插入位置是否合法
if((list != NULL) && (0 <= pos) && (pos < list->length))
{
//3. 取出删除的元素
ret = list->node[pos];
//4. 把删除位置pos后面的元素分别向前移动一个位置
for(int i=pos+1; i<list->length; i++)
{
list->node[i-1] = list->node[i];
}
//5. 长度减1
list->length--;
}
return ret;
}
5. 创建可复用顺序线性表
SepList.c
#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#include "SeqList.h"
typedef unsigned int TSeqListNode;
typedef struct _tag_SeqList
{
int capacity;
int length;
TSeqListNode* node;
} TSeqList;
SeqList* SeqList_Create(int capacity) //O(1)
{
TSeqList* ret = NULL;
if( capacity >= 0 )
{
ret = (TSeqList*)malloc(sizeof(TSeqList) + sizeof(TSeqListNode)*capacity);
}
if( ret != NULL )
{
ret->capacity = capacity;
ret->length = 0;
ret->node = (TSeqListNode*)(ret + 1);
}
return ret;
}
void SeqList_Destroy(SeqList* list) //O(1)
{
free(list);
}
void SeqList_Clear(SeqList* list) //O(1)
{
TSeqList* sList = (TSeqList*)list;
if( sList != NULL)
{
sList->length = 0;
}
}
int SeqList_Length(SeqList* list) //O(1)
{
TSeqList* sList = (TSeqList*)list;
int ret = -1;
if( sList != NULL)
{
ret = sList->length;
}
return ret;
}
int SeqList_Capacicy(SeqList* list) //O(1)
{
TSeqList* sList = (TSeqList*)list;
int ret = -1;
if( sList != NULL)
{
ret = sList->capacity;
}
return ret;
}
int SeqList_Insert(SeqList* list, SeqListNode* node, int pos) //最好O(1)，最坏O(n)
{
TSeqList* sList = (TSeqList*)list;
int ret = (sList != NULL);
int i = 0;
ret = ret && (sList->length + 1 <= sList->capacity);
ret = ret && (0 <= pos);
if( ret )
{
if( pos >= sList->length)
{
pos = sList->length;
}
for(i=sList->length; i>pos; i--)
{
sList->node[i] = sList->node[i-1];
}
sList->node[i] = (TSeqListNode)node;
sList->length++;
}
return ret;
}
SeqListNode* SeqList_Get(SeqList* list, int pos) //O(1)
{
TSeqList* sList = (TSeqList*)list;
SeqListNode* ret = NULL;
if((sList != NULL) && (0 <= pos) && ( pos <= sList->length))
{
ret = (SeqListNode*)(sList->node[pos]);
}
return ret;
}
SeqListNode* SeqList_Delete(SeqList* list, int pos) //最坏O(n-1)
{
TSeqList* sList = (TSeqList*)list;
SeqListNode* ret = SeqList_Get(list, pos);
int i = 0;
if( ret != NULL)
{
for(i=pos+1; i<sList->length; i++)
{
sList->node[i-1] = sList->node[i];
}
sList->length--;
}
return ret;
}
SepList.h
#ifndef _SEQLIST_H_
#define _SEQLIST_H_
typedef void SeqList;
typedef void SeqListNode;
//头文件中是void，到了实际的应用中才变得有类型。这是实际应用中的一种封装效果。
//这样不会因为一些错误的操作，产生不必要的结果。用void进行封装。
SeqList* SeqList_Create(int capacity);
void SeqList_Destroy(SeqList* list);
void SeqList_Clear(SeqList* list);
int SeqList_Length(SeqList* list);
int SeqList_Capacicy(SeqList* list);
int SeqList_Insert(SeqList* list, SeqListNode* node, int pos);
SeqListNode* SeqList_Get(SeqList* list, int pos);
SeqListNode* SeqList_Delete(SeqList* list, int pos);
#endif
main.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include"SeqList.h"
/* run this program using the console pauser or add your own getch, system("pause") or input loop */
int main(int argc, char *argv[])
{
SeqList* list = SeqList_Create(5);
int i = 0;
int j = 1;
int k = 2;
int x = 3;
int y = 4;
int z = 5;
int index = 0;
SeqList_Insert(list,&i,0);
SeqList_Insert(list,&j,0);
SeqList_Insert(list,&k,0);
SeqList_Insert(list,&x,0);
SeqList_Insert(list,&y,0);
SeqList_Insert(list,&z,0);
//连续添加6次，前一次的会往后移动。 最大容量是5，不可能加进去第六个元素。
for(index=0; index<SeqList_Length(list); index++)
{
int* p = (int*)SeqList_Get(list, index);
printf("%d ", *p);
}//结果为 4,3,2,1,0
printf(" ");
while( SeqList_Length(list) > 0)
{
int* p = (int*)SeqList_Delete(list, 0);
printf("%d ", *p);
}//结果为：4,3,2,1,0
SeqList_Destroy(list);
return 0;
}
优点
（1）无需为线性表中的逻辑关系增加额外的空间。
（2）可以快速的获取表中合法位置的元素。
缺点
（1）插入和删除操作需要移动大量元素。
（2）当线性表长度变化较大时难以确定存储空间的容量。