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1、线性表的定义和特征
1.1 定义
线性表是具有相同类型元素组成的一个线性序列。元素的个数即为元素的长度，元素为0时称为空表。如下：
<center>(A,B,C,D,E,F,G)</center>
这就表示一个线性表。
1.2 特征
- 有且只有一个头结点，头结点没有前驱结点。
- 有且只有一个尾结点, 尾结点没有后继节点。
- 除头尾结点外，其他结点都有一个前驱结点和后继节点。
1.3 存储特征
线性表的存储结构分为顺序存储和链式存储，它们都具有如下特点：
- 唯一性：一个线性表只能存储一种类型的元素
- 有序性：各元素在线性表中的位置只取决于它的序号，数据元素之间的相对位置为线性的（并不是内存结构上的有序）。
1.4 基本操作
- 创建 create()
- 初始化 init()
- 添加数据 addData()
- 获取长度 getLength()
- 获取指定元素 get()
- 插入 insert()
- 删除 delete()
- 清空表 clear()
这8种只是线性表的最基本操作，如果想要进阶，请自己谷歌。
2、线性表的顺序存储
数据被存储在指定长度的连续存储单元，通过对应的索引(一般从0开始)找到对应的元素。在高级语言中，顺序存储可以用数组表示。
前面提到过线性表的顺序存储查询效率高，插入和删除效率低。适合存储需要连续存取的数据。
2.1 顺序存储的实现
2.1.1 创建顺序表并初始化
使用结构体创建一个结点，这个结点存储了这个顺序表的基本信息，包括capacity,length,node。为了简单起见，只存储整形数据，其中用到了malloc和memset函数 ，代码如下：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
//创建结点
typedef struct SeqList { //包含表的各种属性
int capacity; // 容量
int length; //长度
int * node; //指针数组
} HSeqList;
//创建顺序表
HSeqList * createSeqList(int capacity) {
int ret;
HSeqList * head = (HSeqList *)malloc(sizeof(HSeqList));
if(head == NULL) {
ret = 1;
printf("create seqList error %d\n",ret);
return NULL;
}
memset(head,0,sizeof(HSeqList)); //清空头结点
head->capacity = capacity;
head->length = 0;
head->node = (int *) malloc(sizeof(void *)*capacity);
if(head->node == NULL) {
ret = 2;
printf("create seqList error %d\n",ret);
return NULL;
}
return head;
}
2.1.2 获取长度，容量并且封装打印方法。
//求顺序表容量
int getCapacity(HSeqList * list) {
HSeqList * temp = NULL;
if(list == NULL) {
return;
}
temp = list;
return temp->capacity;
}
//求顺序表长度
int getLength(HSeqList * list) {
HSeqList * temp = NULL;
if(list == NULL) {
return;
}
temp = list;
return temp->length;
}
//输出
void print(HSeqList * list){
if(list == NULL) {
printf("not init SeqList\n");
return;
}
int length = getLength(list);
int i;
printf("[");
for(i=0;i<length-1;i++){
printf("%d,",list->node[i]);
}
printf("%d]\n",list->node[i]);
}
2.1.3 添加数据
//添加数据
int addData(HSeqList * list,int data) {
if(list == NULL){
printf("not init SeqList\n");
return 0;
}
if(list->length>=list->capacity){
printf("SeqList is full,not add data,current data is %d\n",data);
return 0;
}
int index = list->length;
list->node[index] = data;
list->length++;
return 1;
}
2.1.4 插入
如果要在顺序表中插入数据，则需要将该位置后的所有元素往后移动。
例如，在[A,B,C,D,E,F]中把G插入到第二个位置。要先移位然后插入。如图所示：
插入1
移位
插入2
代码如下：
//插入
int insert(HSeqList *list,int data,int pos){
int i;
if(list == NULL) {
printf("not init SeqList\n");
return -1;
}
if(list->length>=list->capacity){
printf("SeqList is full,not insert data,current data is %d\n",data);
return -2;
}
//如何插入位置在length之前，则默认插入到最后一位
if(pos>list->length){
pos = list->length;
}
//从后往前移位，防止数据丢失
for(i=list->length;i>pos;i--){
list->node[i] = list->node[i-1];
}
//插入数据
list->node[i] = data;
//增加长度
list->length ++;
return 1;
}
2.1.5 删除
删除指定位置的元素后，该位置往后的元素依次往前移动。
delete(HSeqList *list, int pos) {
if(list == NULL) {
printf("not init SeqList!\n");
return -1;
}
if(list->length <= 0) {
printf("SeqList not data!\n");
return -2;
}
if(pos < 0 || pos >list->length){
printf("delete position error!\n");
return -3;
}
int i;
for(i=pos; i<=list->length;i++){
list->node[i] = list->node[i+1];
}
list->length--;
return 1;
}
2.1.6 查找某个位置上的指定元素
//查找某个位置上的指定元素
int getData(HSeqList *list,int pos){
if(list == NULL) {
printf("not init SeqList!\n");
return -1;
}
if(pos < 0 || pos >=list->length){
printf("position error!\n");
return -3;
}
return list->node[pos];
}
2.1.7 清空表
//清空表
int clear(HSeqList *list){
if(list == NULL) {
printf("not init SeqList!\n");
return -1;
}
list->length = 0;
memset(list->node,0,(list->capacity * sizeof(void *)));
return 1;
}
2.1.8 测试代码
int main() {
printf("init:\n");
int capacity = 100;
HSeqList *list = createSeqList(capacity);
int s = getCapacity(list);
printf("Capacity = %d\n",s);
printf("addData:\n");
int i;
for(i=0; i<10; i++) {
addData(list,i);
}
print(list);
printf("insert:\n");
insert(list,100,3);
print(list);
printf("delete:\n");
delete(list,3);
print(list);
printf("getData:\n");
printf("index %d is %d\n",0,getData(list,0));
printf("clear:\n");
clear(list);
print(list);
return 0;
}
输出结果：
输入结果
