数据结构-线性表顺序存储结构上的基本运算实现(详解)


查找操作

算法思想

查找运算可采用顺数查找,即从第一个元素开始,依次将表中的的元素与所要查找的元素进行比较,如果相等,则查找成功。如果查找成功输出相应的提示信息,反之也给予相应的提示信息。

算法实现

#include  
#include  
#define MAX 20  

  
typedef struct{  
    int *elem;  
    int length;  
    int listsize;  
}SqList;  
void CreatList(SqList &L)  
{//建立一个线性表  
    L.elem=(int *)malloc(MAX * sizeof(int));  //动态数组空间分配
    if(!L.elem)  //! 是“非”的意思,如果没被分配空间 就结束程序。 
        return;//exit(0)  
    L.listsize=MAX;  
    printf("输入表的长度:");  
    scanf("%d",&L.length);  
    printf("输入%d个数:",L.length);  
    for(int i=0;i

运行演示

算法小结

  • 首先要先创建一个线性表。
  • 第二就是对线性表进行遍历,查找后输出。
  • L.elem=(int *)malloc(MAX * sizeof(int)); 动态数组空间分配, 因为要静态的数组的空间只要定义好了之后就不能再被分配了。我们这里是数组的长度是我们输入来实现的,所以是动态的。 (MAX * sizeof(int)) 这剧代码返回的是整数型的数据,所以指针用的是 int * 定义指针 的原因是因为 malloc函数只能返回第一个字节的地址,但是这个地址是没有含义的,为什么说是没有意义的呢?因为只知道这个地址,但是后面有几个字节是不知道。
  • void CreatList(SqList &L) &代表引用,使用&后所传参数会改变,仔细观察你会发现,凡是对链表有改动的,如删除函数,增加函数,形参前面都会有&符号,那是因为调用了这个函数后,所传链表(结构体)会改变。

插入操作

算法思想

查找运算可采用顺数查找,即从第一个元素开始,依次将表中的的元素与所要查找的元素进行比较,如果相等,则查找成功。如果查找成功输出相应的提示信息,反之也给予相应的提示信息。

算法实现

#include
#include
#define MAX 20


typedef struct{
	int *elem;
	int length;
	int listsize;
}SqList;
void CreatList(SqList &L)
{//建立一个线性表
	L.elem=(int*)malloc(MAX *sizeof(int));
	if(!L.elem)
		return;//exit(0)
	L.listsize=MAX;
	printf("输入表的长度:");
	scanf("%d",&L.length);
	printf("输入%d个数:",L.length);
	for(int i=0;iL.length+1) return; //i的合法位置为1<=i<=ListLength(L)+1  
    int *p,*q;  
    q=&(L.elem[i-1]);  
    for(p=&(L.elem[L.length-1]);p>=q;--p)*(p+1)=*p;  
        *q=e;  
    
    ++L.length;  
    return;  
}  



int main(){
 SqList L;  
    CreatList(L);  
    Traverse(L);    
    ListInsert(L);
    Traverse(L);  
    
	return 0;
}

运行演示

算法小结

  • q=&(L.elem[i-1]); 表示从链表的第i个元素开始一直到最后一个元素往后移一位.
  • p=&L.elem[L.length-1] 意思是p赋初值为链表的最后一个元素地址,p>=q表示循环知道p的时候结束,--p是使p指针的指向往前移一位.

删除操作

算法思想

用顺序表作为线性表的存储结构时,由于结点的物理顺序必须和结点的逻辑顺序保持一致,因此当需要删除第i个元素时,必须将表中位置相似i+1,i+2,...,n-1,n上的节点,依次前移到位置i,i+1,...n-1(其中n为L的表长度)。

算法实现

#include
#include
#define MAX 20


typedef struct{
	int *elem;
	int length;
	int listsize;
}SqList;
void CreatList(SqList &L)//对链表有改动 形参有&符号
{//建立一个线性表
	L.elem=(int*)malloc(MAX *sizeof(int));
	if(!L.elem)
		return;//exit(0)
	L.listsize=MAX;
	printf("输入表的长度:");
	scanf("%d",&L.length);
	printf("输入%d个数:",L.length);
	for(int i=0;iL.length)) return 0;//i的合法值为1<=i<=ListLength(L)+1
	else{
		int* p,* q;
		p=&(L.elem[i-1]);//取回链表中每一个元素的地址赋值给p,则指针p指向的内容就是*p
		e=*p;//找到表中要被删除的元素“e”(也就是*p)
		q=L.elem+L.length-1;//尾元素的位置,更多解释看说明
		for(++p;p<=q;++p)//初始化指针并移动,更多解释看说明
           {
               *(p-1)=*p; //被删除元素之后的元素左移
           }
          
		--L.length;
		printf("元素被删除");
	}
return 0;
	        
}	
int main(){
	SqList L;
	CreatList(L);
	Traverse(L);
	ListDelete(L);
	Traverse(L);
	
	return 0;
}

运行演示

算法小结

  • q=L.elem+L.length-1顺序存储结构(实际上就是数组)中,l.elem表示线性表l中存储数据(数组)的基地址(起始地址)这个也就是一开始建立顺序表的原因,其实本质上就是进行了用程序模拟了c语言中的数组,之所一开始 int* elem 的原因就是 和 数组中的的定义一样,例如数组a[2] a就是 a[0]的地址,即 a == &a[0]l.length是表的长度(数据元素个数),q是指针通过上式计算后指向尾元素和数组的情况一样,例如:int a[10],*p=a;//p指向第一个元素
    p=a+1;//指向第二个元素.
    例如:p=a+10-1;指向最后一个数组元素,即a[9].

  • for(++p;p<=q;++p)p是一个被初始化过的指针,按上面代码应该指向某类型的数组,为超表达方便,数组记为x(i)。for循环首先把p从当前位置x(k)移动到x(k+1)作为初值,只要指针没到q指向的位置,就继续循环,循环每次递增一个数据。循环体将数组当前位置数据拷贝到前一个位置。总之,初始时,如果p指向x(m),q指向x(n),n应该大于m。最终运行结果是x(m)=x(m+1)=...=x(n)。

  • 删除操作中函数的返回值是int型的,当然也可以是void的型的,如果是void型的话,把return 0;写成return;就好了。

顺序表合并

有两个顺序表LA 和 LB,其元素均为非递减有序排列,可设两个指针i、j 分别指向表LA 和 LB 中的元素,若LA.elem[i]>LB.elem[j],则当前先将LB.elem[j]插入到表LC中,若LA.elem[i]<=LB.elem[j],则当前先将LA.elem[i]插入到表LC中,如此进行下去,其中一个表被扫描完毕,然后再将未扫描完的表中剩余的所有元素放到表LC中。其中个一个表被扫描完毕,然后再将未扫描完的表中剩余的所有元素放到表LC中。

算法演示

#include
#include
#define MAX 20


typedef struct{
	int *elem;
	int length;
	int listsize;
}SqList;
void CreatList(SqList &L)
{//建立一个线性表
	L.elem=(int*)malloc(MAX *sizeof(int));
	if(!L.elem)
		return;//exit(0)
	L.listsize=MAX;
	printf("输入La表的长度:");
	scanf("%d",&L.length);
	printf("输入%d个数:",L.length);
	for(int i=0;i

运行演示

算法小结

  • int* pa_last = la.elem + la.length - 1; 这段代码就是求表中最后一个元素的地址,而地址是按一定的幅度递增的,如下图

  • while (pa <= pa_last && pb <= pb_last) 这里面的符号,一定不要写错了,一开始就是因为<= 写成了< 导致程序运行失败,并没有进行排序
    就直接存到Lc中了。

  • *pc++ = *pa++; 等价于 *pc = *pa; pa++; pc++;注意此处的 pa++ 不可以写成 (++pa),因为是先把pa 赋值给 pc ,所以不能写反了,如果写反了就是先p+1 ,然后才赋值给pc,这样程序逻辑会出错。

线性顺序表优缺点

优点
1.无须为表示结点间的逻辑关系而增加额外的存储空间(因为逻辑上相邻的元素其存储的物理位置也是相邻的)。
2.可以方便的随机存取表中的任一个元素。
缺点
1.插入和删除运算不方便,除表尾的位置外,在表的其他位置上进行插入或者删除操作都必须移动大量的结点,其效率低。
2.由于顺序表要求占用连续的存储空间,存储分配只能预先进行静态分配。因为当表变化较大时,难以确定合适的存储规模。若按可能达到最大长度预先分配表空间,则可能造成一波分空间长期闲置而得不到充分利用;若事先对表长估计不足,则插入操作可能使表长超过预先分配的空间而造成溢出。

参考文献

  • 数据结构-用C语言描述(第二版)[耿国华]
  • C语言数据结构之线性表的基本操作
  • 数据结构(C语言版)[严蔚敏,吴伟民]