顺序表的算法

静默虚空

发布于 2018-01-05 12:55:09

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发布于 2018-01-05 12:55:09

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顺序表

要点

顺序表是在计算机内存中以数组的形式保存的线性表，是指使用一组地址连续的存储单元依次存储数据元素的线性结构。

顺序表的存储结构可表示如下：

#define MAXSIZE 10 typedef int ElemType; typedef struct { // 顺序表的结构类型 ElemType data[MAXSIZE]; int length; } SqList;

基本算法

插入数据元素

在顺序表的第 pos(0≤pos≤length) 个位置上插入新的元素e。

如果 pos 值不正确，则返回ERROR；

否则，讲顺序表中原来第 pos 个元素及以后元素均后移一个位置，腾出一个空位置插入新元素，并且顺序表长度增1。

STATU insertElem(SqList *pList, int pos, ElemType elem) { int i = 0; // 判断要插入的位置是否合理 if (pos < 0 \|\| pos > pList->length) return ERROR; // 将data[pos]及后面的元素都向后移动一个位置 for (i = pList->length - 1; i > pos; i--) { pList->data[i] = pList->data[i-1]; } pList->data[pos] = elem; pList->length++; // 顺序表长度加1 return OK; }

删除数据元素

删除顺序表中的第 pos(0≤pos≤length-1) 个元素。

如果 pos 值不正确，则返回ERROR；

否则，将顺序表中的第 pos 个元素以后的元素均向前移动一个位置，这样覆盖了原来的第 pos个元素，并且顺序表长度减1。

STATU removeElem(SqList pList, int pos, ElemType pElem) { int i = 0; // 判断要删除的位置是否合理 if (pos < 0 \|\| pos > pList->length) return ERROR; *pElem = pList->data[pos]; // 将data[pos]后面的元素都向前移动一个位置 for (i = pos; i < pList->length; i++) { pList->data[i] = pList->data[i+1]; } pList->length--; // 顺序表长度减1 return OK; }

参考代码

以下为本人实现的顺序表的基本操作。欢迎指正。本人的编译环境为Visual Studio2010，C语言。

基本操作

/*********************************************************************************************************************** [顺序表操作] [1] initList, 初始化一个空的顺序表 [2] createList, 根据数组 elems 构建一个顺序表 [3] insertElem, 在顺序表中第 pos 个位置插入元素 elem [4] removeElem, 在顺序表中移除第 pos 个元素，并由 pElem 返回其值 [5] getElem, 获取顺序表上位置为 pos 的元素，并由 pElem 返回其值 [6] locateElem, 获取元素 elem 在顺序表上第一次出现的位置，如果不存在返回 -1 [7] printList, 打印整个顺序表 ***********************************************************************************************************************/ #include "stdafx.h" #include <stdio.h> #include <stdlib.h> /*********************************************************************************************************************** 第一部分，数据结构、宏定义 ***********************************************************************************************************************/ #define MAXSIZE 10 typedef enum { // 状态码 OK = 0, ERROR = 1 } STATU; typedef enum { // C语言中没有bool型，为方便，自定义一个BOOL型 TRUE = 0, FALSE = -1 } BOOL; typedef int ElemType; // 元素类型 typedef struct { // 顺序表的结构类型 ElemType data[MAXSIZE]; int length; } SqList; /*********************************************************************************************************************** 第二部分，函数实现 ***********************************************************************************************************************/ /******************************************************************************* Funtion : initList Description : 初始化一个空的顺序表 Input : SqList *pList Output : SqList *pList Return Value : void Author : VictorZhang Date : 2015-04-10 *******************************************************************************/ void initList(SqList *pList) { pList->length = 0; } /******************************************************************************* Funtion : createList Description : 根据数组 elems 构建一个顺序表 Input : SqList *pList, ElemType elems[], int size Output : SqList *pList Return Value : STATU(OK/ERROR) Author : VictorZhang Date : 2015-04-10 *******************************************************************************/ STATU createList(SqList *pList, ElemType elems[], int size) { int i = 0; // 判断数组大小是否超过最大限制 if (size > MAXSIZE) return ERROR; for (i = 0; i < size; i++) { pList->data[i] = elems[i]; } pList->length = size; return OK; } /******************************************************************************* Funtion : insertElem Description : 在顺序表中第 pos 个位置插入元素 elem Input : SqList *pList, int pos, ElemType elem Output : SqList *pList Return Value : STATU(OK/ERROR) Author : VictorZhang Date : 2015-04-10 *******************************************************************************/ STATU insertElem(SqList *pList, int pos, ElemType elem) { int i = 0; // 判断要插入的位置是否合理 if (pos < 0 || pos > pList->length) return ERROR; // 将data[pos]及后面的元素都向后移动一个位置 for (i = pList->length - 1; i > pos; i--) { pList->data[i] = pList->data[i-1]; } pList->data[pos] = elem; pList->length++; // 顺序表长度加1 return OK; } /******************************************************************************* Funtion : removeElem Description : 在顺序表中移除第 pos 个元素，并由 pElem 返回其值 Input : SqList *pList, int pos, ElemType *pElem Output : SqList *pList, ElemType *pElem Return Value : STATU(OK/ERROR) Author : VictorZhang Date : 2015-04-10 *******************************************************************************/ STATU removeElem(SqList *pList, int pos, ElemType *pElem) { int i = 0; // 判断要删除的位置是否合理 if (pos < 0 || pos > pList->length) return ERROR; *pElem = pList->data[pos]; // 将data[pos]后面的元素都向前移动一个位置 for (i = pos; i < pList->length; i++) { pList->data[i] = pList->data[i+1]; } pList->length--; // 顺序表长度减1 return OK; } /******************************************************************************* Funtion : getElem Description : 获取顺序表上位置为 pos 的元素，并由 pElem 返回其值 Input : SqList list, int pos, ElemType *pElem Output : ElemType *pElem Return Value : STATU(OK/ERROR) Author : VictorZhang Date : 2015-04-10 *******************************************************************************/ STATU getElem(SqList list, int pos, ElemType *pElem) { // 判断位置是否合理 if (pos < 0 || pos > list.length - 1) return ERROR; *pElem = list.data[pos]; return OK; } /******************************************************************************* Funtion : locateElem Description : 获取元素 elem 在顺序表上第一次出现的位置，如果不存在返回 -1 Input : SqList list, ElemType elem Output : N/A Return Value : int Author : VictorZhang Date : 2015-04-10 *******************************************************************************/ int locateElem(SqList list, ElemType elem) { int pos = 0; for (pos = 0; pos < list.length; pos++) { if (elem == list.data[pos]) return pos; } return -1; } /******************************************************************************* Funtion : printList Description : 打印整个顺序表 Input : SqList list Output : N/A Return Value : N/A Author : VictorZhang Date : 2015-04-10 *******************************************************************************/ void printList(SqList list) { int i = 0; if (0 == list.length) { printf("SqList is empty\n"); return; } printf("SqList:"); for (i = 0; i < list.length; i++) { printf(" %d", list.data[i]); } printf("\n"); }

测试例部分

顺序表测试例代码

/***********************************************************************************************************************
第三部分，测试例
***********************************************************************************************************************/
void testCase0() {
    printf("================== testCase0 ==================\n");
    
    ElemType A[MAXSIZE] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
    SqList list = {0};

    // 初始化链表
    initList(&list);
    printf("Init DList\n");
    printList(list);
    
    // 根据一个数组来创建顺序表
    int size = sizeof(A)/sizeof(ElemType);
    createList(&list, A, size);
    printf("Create List：\n");
    printList(list);

    // 再次初始化链表
    initList(&list);
    printf("Init DList\n");
    printList(list);
}

void testCase1() {
    printf("================== testCase1 ==================\n");
    STATU statu;
    ElemType A[5] = {0, 1, 2, 3, 4};
    SqList list = {0};

    // 初始化链表
    initList(&list);
    printf("Init DList\n");
    printList(list);
    
    // 根据一个数组来创建顺序表
    int size = sizeof(A)/sizeof(ElemType);
    createList(&list, A, size);
    printf("Create List：\n");
    printList(list);

    // 在尾部位置尝试插入元素
    statu = insertElem(&list, 5, 5);
    printf("Insert element：\n");
    if (OK != statu) {
        printf("Insert failed!\n");
    } else {
        printList(list);
    }

    // 在头部位置尝试插入元素
    statu = insertElem(&list, 0, -1);
    printf("Insert element：\n");
    if (OK != statu) {
        printf("Insert failed!\n");
    } else {
        printList(list);
    }

    // 在中间位置尝试插入元素
    statu = insertElem(&list, 3, 11);
    printf("Insert element：\n");
    if (OK != statu) {
        printf("Insert failed!\n");
    } else {
        printList(list);
    }

    // 尝试在不合理的位置上插入元素
    statu = insertElem(&list, 99, 15);
    if (OK != statu) {
        printf("Insert failed!\n");
    } else {
        printList(list);
    }
}

void testCase2() {
    printf("================== testCase2 ==================\n");
    STATU statu;
    ElemType elem;
    ElemType A[5] = {0, 1, 2, 3, 4};
    SqList list = {0};

    // 初始化链表
    initList(&list);
    printf("Init DList\n");
    printList(list);
    
    // 根据一个数组来创建顺序表
    int size = sizeof(A)/sizeof(ElemType);
    createList(&list, A, size);
    printf("Create List：\n");
    printList(list);

    // 尝试移除尾部位置的元素
    statu = removeElem(&list, 4, &elem);
    printf("Remove element pos(%d)\n", 4);
    if (OK != statu) {
        printf("Remove failed!\n");
    } else {
        printList(list);
    }

    // 尝试移除头部位置的元素
    statu = removeElem(&list, 0, &elem);
    printf("Remove element pos(%d)\n", 0);
    if (OK != statu) {
        printf("Remove failed!\n");
    } else {
        printList(list);
    }

    // 尝试移除中间位置的元素
    statu = removeElem(&list, 1, &elem);
    printf("Remove element pos(%d)\n", 1);
    if (OK != statu) {
        printf("Remove failed!\n");
    } else {
        printList(list);
    }

    // 尝试移除不合理位置的元素
    statu = removeElem(&list, 11, &elem);
    printf("Remove element pos(%d)\n", 11);
    if (OK != statu) {
        printf("Remove failed!\n");
    } else {
        printList(list);
    }
}

void testCase3() {
    printf("================== testCase3 ==================\n");
    STATU statu;
    ElemType elem;
    ElemType A[5] = {0, 1, 2, 3, 4};
    SqList list = {0};

    // 初始化链表
    initList(&list);
    printf("Init DList\n");
    printList(list);
    
    // 根据一个数组来创建顺序表
    int size = sizeof(A)/sizeof(ElemType);
    createList(&list, A, size);
    printf("Create List：\n");
    printList(list);

    // 获取指定位置上的元素
    int pos = 3;
    statu = getElem(list, pos, &elem);
    if (OK != statu) {
        printf("Get element failed!\n");
    } else {
        printf("The elem in pos(%d) is %d\n", pos, elem);
    }

    // 查找元素在双链表中第一次出现的位置
    elem = 4;
    pos = locateElem(list, elem);
    printf("%d is in pos(%d) of SqList\n", elem, pos);
    elem = 9;
    pos = locateElem(list, elem);
    printf("%d is in pos(%d) of SqList\n", elem, pos);
}

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    testCase0();
    testCase1();
    testCase2();
    testCase3();
    return 0;
}

参考资料 《数据结构》（C语言版），严蔚敏、吴伟民

《数据结构习题与解析》（B级第3版），李春葆、喻丹丹