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顺序表作为数据存储与操作的重要工具,在计算机科学中发挥着广泛作用。它是一种逆序存储单元具有连续内存地址的线性数据结构,常见于数组和链表的应用场景。程序员在开发过程中,往往会选择顺序表来处理数据的增删查改需求。理解顺序表的实现和使用,是掌握数据结构与算法的关键环节。
线性表是由若干数据元素按照一定次序组成的有限序列。其内存结构具有良好的连续性,操作复杂度较低。这种结构在实际应用中无处不在,例如数组存储、链表遍历等。
顺序表是线性表的一种特殊形式。其数据元素依次存储于物理地址连续的存储单元中。这样,顺序表实现了“先进先出”的特性,操作效率更高。顺序表的数据元素可以通过固定的索引进行访问,这使得其在内部管理上更为高效。
顺序表有两种典型实现方式:
动态顺序表通过动态分配内存实现。初始时,数组为空,当插入数据时,动态扩展内存容量。具体结构如下:
typedef struct Seqlist { SLDateType* a; // 数组指针 size_t size; // 当前数据长度 size_t limit; // 总预分配容量} Seq;
实现动态顺序表,关键在于正确管理内存。我们需要实现以下功能:
顺序表初始化至关重要。初始化时,需要清空已有数据,确保内存状态正常。
void SeqListInit(Seq* ps) { assert(ps); // 确保是指向 struct Seq 的指针 ps->a = NULL; // 初始化数组指针 ps->limit = 0; // 初始化总容量 ps->size = 0; // 初始化当前数据长度}
释放顺序表占用的内存,需谨慎操作。
void SeqListDestory(Seq* ps) { free(ps->a); // 释放占用的内存 ps->a = NULL; // 清除数组指针 ps->limit = 0; // 清除总容量 ps->size = 0; // 清除当前数据长度}
动态顺序表支持从头或尾插入数据。以下是常见操作:
尾插简单易于实现,将新数据附在数组末尾。
void SeqListPushBack(Seq* ps, SLDateType n) { assert(ps); // 确保指针有效 SeqListMemorycheck(ps); // 检查内存,动态扩展 ps->a[ps->size] = n; // 将新数据插入最后一个位置 ps->size++; // 更新数据长度}
头插入需要将现有数据后移,腾出空间。
void SeqListPushFront(Seq* ps, SLDateType n) { assert(ps); // 确保指针有效 SeqListMemorycheck(ps); // 检查内存,动态扩展 int i = ps->size - 1; // 计算最后一个元素的索引 while (i >= 0) { // 循环移动元素 ps->a[i + 1] = ps->a[i]; // 后移现有元素 i--; } ps->a[0] = n; // 插入新数据 ps->size++; // 更新数据长度}
同样需要谨慎处理,防止数据丢失。
尾删除操作简单,只需调节数据长度。
void SeqListDelBack(Seq* ps) { assert(ps); // 确保指针有效 ps->size--; // 删除最后一个数据}
头删除需要将数据前移,删除第一个数据。
void SeqListDelFront(Seq* ps) { assert(ps); // 确保指针有效 if (ps->size > 0) { // 检查是否有数据 int i = 0;