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线性表的实现(C语言版)——详细代码

2 人参与  2024年04月05日 10:05  分类 : 《我的小黑屋》  评论

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前言

一、线性表是什么?

二、实现步骤

1.引入头文件并定义一个宏常量

2.定义顺序表的结构

3.顺序表各种操作的实现(增删改查等)

4.主函数调用实现

5.完整代码

总结


前言

      今天对数据结构中的线性表进行了重新的梳理和复盘,有了许多收获,并花了一些时间在Devc++上进行了顺序表的基本操作的实现。本文就介绍一下自己动手过程中的一些心得和这些代码的内容。(本人小白一个,如有不当之处,请各位大佬不吝指教,万分感谢!)


一、线性表是什么?

线性表是具有相同数据类型的n个数据元素的有限序列,分为顺序表和链表。(本文阐述的是顺序表的实现)。

二、实现步骤

1.引入头文件并定义一个宏常量

代码如下(示例):

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>//malloc()、free()和exit()函数在这个头文件之中#define Max 10

2.定义顺序表的结构

代码如下(示例):

typedef struct{    int *data;//存放存储空间首地址的指针变量    int length;//线性表当前的元素个数    int Max_size;//线性表最大能存储的元素个数}Sqlist;//把该数据类型命名为Sqlist 

该处使用定义结构体的方法 

3.顺序表各种操作的实现(增删改查等)

代码如下(示例):

//线性表的初始化 void InitList(Sqlist &L){    L.data=(int*)malloc(sizeof(int)*Max);    L.length=0;    L.Max_size=Max;    if(L.data!=0)        printf("初始化成功!\n");    else             printf("初始化失败!\n");}//逐一插入线性表元素 void Insert(Sqlist &L){    printf("请逐个输入你要插入的元素:\n");    for(int i=0;i<Max;i++){        scanf("%d",&L.data[i]);        L.length++;    }} //按位置插入元素bool InsertElem(Sqlist &L){    int i,e;    printf("请输入插入位置和数据:\n");    scanf("%d%d",&i,&e);    if(i<1 || i>L.length+1)        return false;    if(L.length==L.Max_size)        return false;    for(int j=L.length;j>=i;j--){        L.data[j]=L.data[j-1];    }    L.data[i-1]=e;    L.length++;    return true;} //按元素所在位置删除元素bool DeleElem(Sqlist &L){    int i;    printf("请输入你要删除的元素所在位置:\n");    scanf("%d",&i);    if(L.length==0){        printf("当前线性表为空\n");        return false;    }    if(i>L.length){        printf("超出当前元素个数!\n");        return false;    }    for(int j=i;j<L.length;j++){        L.data[j-1]=L.data[j];    }    L.length--;    printf("删除第%d个元素成功!\n",i);    return true;    }//清空线性表void ClearList(Sqlist &L){    L.length=0;//直接让当前元素个数为零即可     printf("清空成功!\n");} //按元素所在位置修改元素bool AlterElem(Sqlist &L){    int i,e;    printf("请输入你要修改的元素所在位置和新元素:\n");    scanf("%d%d",&i,&e);    if(L.length==0){        printf("当前线性表为空\n");        return false;    }    if(i>L.length){        printf("超出当前元素个数!\n");        return false;    }    L.data[i-1]=e;    printf("修改成功!\n");    return true;} //按元素所在位置查询元素 bool GetElem(Sqlist &L){    int i;    printf("请输入你要查询的元素所在位置:\n");    scanf("%d",&i);    if(L.length==0){        printf("当前线性表为空\n");        return false;    }    if(i>L.length){        printf("超出当前元素个数!\n");        return false;    }    printf("线性表第%d个元素为:%d\n",i,L.data[i-1]);    return true;}/*扩充空间,第一次初始化的线性表的存储空间是有限的,通过这个函数可以在空间不够时进行添加存储空间,从而加大线性表的存储量,但需要对之前所有元素进行复制,会加大时间复杂度 */ void IncreaseL(Sqlist &L){    int *p,len;    printf("请输入你要扩充的存储单元数:\n");    scanf("%d",&len);    p=L.data;    L.data=(int*)malloc(sizeof(int)*(Max+len));    for(int i=0;i<L.length;i++){        L.data[i]=p[i];    }    L.Max_size+=len;    free(p);    printf("存储空间扩充成功!\n");    printf("当前存储空间为:%d\n",L.Max_size);}//打印线性表的元素 bool Print(Sqlist L){    if(L.length!=0){        printf("线性表元素:\n");        for(int i=0;i<L.length;i++){            printf("%d\t",L.data[i]);        }        printf("\n");        return true;    }    else{        printf("当前线性表为空!\n");        return false;    }    } //菜单void Menu(){    printf("=================================\n");    printf("1.打印线性表\n");    printf("2.删除元素\n");    printf("3.插入元素\n");    printf("4.扩充存储空间\n");    printf("5.按位置查询数据\n");    printf("6.逐个插入数据\n");    printf("7.按位置修改数据\n");    printf("8.清空线性表\n");    printf("9.初始化\n");    printf("0.退出系统\n");     printf("请输入你要进行的操作:\n");}

4.主函数调用实现

代码如下(示例):

int main(){    Sqlist L;//声明一个线性表    InitList(L);//线性表的第一次初始化,为线性表分配存储空间     int Choice; //定义与菜单相匹配的选择变量Choice     while(1){//对菜单栏的打印和用户要做的选择进行循环更新         Menu();//打印菜单         scanf("%d",&Choice);//从键盘获取用户的选择         switch(Choice){        //使用switch函数进行操作匹配         case 1:Print(L);break; //打印线性表         case 2:DeleElem(L);break;//删除一个元素         case 3:InsertElem(L);break;//在指定位置插入元素         case 4:IncreaseL(L);break;//增加指定数量的存储空间         case 5:GetElem(L);break;//按位置查询线性表元素         case 6:Insert(L);break;//按顺序逐个对线性表进行插入         case 7:AlterElem(L);break;//修改指定位置元素         case 8:ClearList(L);break;//一键清空线性表         case 9:InitList(L);break;//对线性表进行初始化操作         case 0:exit(0);//退出系统         }    }    return 0;} 

该处使用switch()函数对每个函数方法进行调用以实现对应操作。


5.完整代码

代码如下(示例):

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#define Max 10//定义线性表数据类型 typedef struct{    int *data;    int length;    int Max_size;}Sqlist;//把该数据类型命名为Sqlist //线性表的初始化 void InitList(Sqlist &L){    L.data=(int*)malloc(sizeof(int)*Max);    L.length=0;    L.Max_size=Max;    if(L.data!=0)        printf("初始化成功!\n");    else             printf("初始化失败!\n");}//逐一插入线性表元素 void Insert(Sqlist &L){    printf("请逐个输入你要插入的元素:\n");    for(int i=0;i<Max;i++){        scanf("%d",&L.data[i]);        L.length++;    }} //按位置插入元素bool InsertElem(Sqlist &L){    int i,e;    printf("请输入插入位置和数据:\n");    scanf("%d%d",&i,&e);    if(i<1 || i>L.length+1)        return false;    if(L.length==L.Max_size)        return false;    for(int j=L.length;j>=i;j--){        L.data[j]=L.data[j-1];    }    L.data[i-1]=e;    L.length++;    return true;} //按元素所在位置删除元素bool DeleElem(Sqlist &L){    int i;    printf("请输入你要删除的元素所在位置:\n");    scanf("%d",&i);    if(L.length==0){        printf("当前线性表为空\n");        return false;    }    if(i>L.length){        printf("超出当前元素个数!\n");        return false;    }    for(int j=i;j<L.length;j++){        L.data[j-1]=L.data[j];    }    L.length--;    printf("删除第%d个元素成功!\n",i);    return true;    }//清空线性表void ClearList(Sqlist &L){    L.length=0;//直接让当前元素个数为零即可     printf("清空成功!\n");} //按元素所在位置修改元素bool AlterElem(Sqlist &L){    int i,e;    printf("请输入你要修改的元素所在位置和新元素:\n");    scanf("%d%d",&i,&e);    if(L.length==0){        printf("当前线性表为空\n");        return false;    }    if(i>L.length){        printf("超出当前元素个数!\n");        return false;    }    L.data[i-1]=e;    printf("修改成功!\n");    return true;} //按元素所在位置查询元素 bool GetElem(Sqlist &L){    int i;    printf("请输入你要查询的元素所在位置:\n");    scanf("%d",&i);    if(L.length==0){        printf("当前线性表为空\n");        return false;    }    if(i>L.length){        printf("超出当前元素个数!\n");        return false;    }    printf("线性表第%d个元素为:%d\n",i,L.data[i-1]);    return true;}/*扩充空间,第一次初始化的线性表的存储空间是有限的,通过这个函数可以在空间不够时进行添加存储空间,从而加大线性表的存储量,但需要对之前所有元素进行复制,会加大时间复杂度 */ void IncreaseL(Sqlist &L){    int *p,len;    printf("请输入你要扩充的存储单元数:\n");    scanf("%d",&len);    p=L.data;    L.data=(int*)malloc(sizeof(int)*(Max+len));    for(int i=0;i<L.length;i++){        L.data[i]=p[i];    }    L.Max_size+=len;    free(p);    printf("存储空间扩充成功!\n");    printf("当前存储空间为:%d\n",L.Max_size);}//打印线性表的元素 bool Print(Sqlist L){    if(L.length!=0){        printf("线性表元素:\n");        for(int i=0;i<L.length;i++){            printf("%d\t",L.data[i]);        }        printf("\n");        return true;    }    else{        printf("当前线性表为空!\n");        return false;    }    } //菜单void Menu(){    printf("=================================\n");    printf("1.打印线性表\n");    printf("2.删除元素\n");    printf("3.插入元素\n");    printf("4.扩充存储空间\n");    printf("5.按位置查询数据\n");    printf("6.逐个插入数据\n");    printf("7.按位置修改数据\n");    printf("8.清空线性表\n");    printf("9.初始化\n");    printf("0.退出系统\n");     printf("请输入你要进行的操作:\n");} //主函数 int main(){    Sqlist L;//声明一个线性表    InitList(L);//线性表的第一次初始化,为线性表分配存储空间     int Choice; //定义与菜单相匹配的选择变量Choice     while(1){//对菜单栏的打印和用户要做的选择进行循环更新         Menu();//打印菜单         scanf("%d",&Choice);//从键盘获取用户的选择         switch(Choice){        //使用switch函数进行操作匹配         case 1:Print(L);break; //打印线性表         case 2:DeleElem(L);break;//删除一个元素         case 3:InsertElem(L);break;//在指定位置插入元素         case 4:IncreaseL(L);break;//增加指定数量的存储空间         case 5:GetElem(L);break;//按位置查询线性表元素         case 6:Insert(L);break;//按顺序逐个对线性表进行插入         case 7:AlterElem(L);break;//修改指定位置元素         case 8:ClearList(L);break;//一键清空线性表         case 9:InitList(L);break;//对线性表进行初始化操作         case 0:exit(0);//退出系统         }    }    return 0;}

总结

以上就是今天要讲的内容,笔者认为,线性表的实现主要是对指针的理解,如果能够理解代码中线性表L中的data指针变量和初始化函数中malloc()函数所开辟的空间之间的关系,那么理解上面的代码将容易很多。本文仅仅简单介绍了顺序表的实现方法,希望对读者朋友有所帮助。


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