数据结构-Data Structure （顺序表专题）-三亩地-编程学习日记

数据结构

概念

数据结构是计算机存储、组织数据的方式。它是指相互之间存在⼀种或多种特定关系的数据元素的集合。分为线性结构和非线性结构。

程序中如果不对数据进⾏管理，可能会导致数据丢失、操作数据困难、野指针等情况。

通过数据结构，能够有效将数据组织和管理在⼀起。按照自己的方式可以任意对数据进行增删改查等操作。

线性结构

概念

线性结构是数据元素之间存在一对一线性关系的数据结构，所有元素按前后次序排成一条连续的 “线性序列”。

线性结构在物理结构上不一定是连续的，但在逻辑结构上一定是连续的。

常见类型

顺序表

列表

栈

队列

字符串

,,,

顺序表

概念

顺序表是采用一段连续的内存空间依次存储数据元素的线性结构，基于数组实现，元素的逻辑顺序与物理存储顺序完全一致。

分类

静态顺序表

概念：使用定长数组存储元素。

#define N 100 typedef struct Seqlist { int arr[N]; //定长数组 int size; //定义有效数据的个数 }SL;

动态顺序表

typedef struct Seqlist { int* arr; //定长数组 int size; //定义有效数据的个数 int capacity; //定义可变空间大小 }SL;

动态顺序表的实现

创建

//定义顺序表的结构 typedef int SLtype; //定义宏 顺序表类型 //定义动态顺序表 typedef struct Seqlist { SLtype* arr; SLtype size; SLtype capacity; }SL;

初始化

//初始化 void SLinit(SL* ps); //定义指针变量来接受地址传参进行初始化 void SLinit(SL* ps) { ps->arr = NULL; ps->size = ps->capacity = 0; }

打印

//打印 void SLprint(SL s); void SLprint(SL s) { for ( int i = 0; i <s.size; i++) { printf("%d ", s.arr[i]); } printf("\n"); }

插入

//插入 void SLpushback(SL* ps, SLtype x); //尾部插入 void SLpushfront(SL* ps, SLtype x); //头部插入 void checkcapacity(SL* ps) { if (ps->capacity == ps->size) //如果相等，需要申请空间 { //malloc calloc relloc-> 涉及增容 //三目表达式 //将初始化的capacity空间大小设值,若为0，初始化为4，若不为0，设值为两倍增容 int newcapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->capacity; //增容一般使用倍数增容方式，这里使用最常见的两倍增容。 SLtype* tmp = (SLtype*)realloc(ps->arr, newcapacity * 2 * sizeof(SLtype)); if (tmp == NULL) { perror("realloc fail!"); exit(1); } ps->arr = tmp; ps->capacity = newcapacity; } } void SLpushback(SL* ps, SLtype x) { /*ps->arr[ps->size] = x; ++ps->size;*/ /*if (ps ==NULL) { return; }*/ assert(ps); //判断空间大小是否足够 checkcapacity(ps); ps->arr[ps->size++] = x; } void SLpushfront(SL* ps, SLtype x) { assert(ps); checkcapacity(ps); //将顺序表数据整体向后挪动 for ( int i =ps->size ;i>0;i--) { ps->arr[i] = ps->arr[i - 1]; } ps->arr[0] = x; ps->size++; }

删除

//删除 void SLpopback(SL* ps); //尾部删除 void SLpopfront(SL* ps); //头部删除 void SLpopback(SL* ps) { assert(ps); //判断顺序表是否为空 assert(ps->size); //ps->arr[ps->size - 1] = -1; --ps->size; } void SLpopfront(SL* ps) { assert(ps); assert(ps->size); for ( int i = 0; i < ps->size-1; i++) { ps->arr[i] = ps->arr[i + 1]; } ps->size--; }

销毁

//销毁 void SLdestroy(SL* ps); void SLdestroy(SL* ps) { if (ps->arr) { free(ps->arr); } ps->arr = NULL; ps->size = ps->capacity = 0; }

指定位置插入

//指定位置插入 void SLInsert(SL* ps, int pos, SLType x); void SLInsert(SL* ps, int pos, SLType x) { assert(ps); assert(pos >= 0 && pos <= ps->size); SLCheckCapacity(ps); for (int i = ps->size; i > pos; i--) { ps->arr[i] = ps->arr[i - 1]; } ps->arr[pos] = x; ps->size++; }

指定位置删除

//指定位置删除 void SLErase(SL* ps, int pos); void SLErase(SL* ps, int pos) { assert(ps); assert(pos >= 0 && pos <= ps->size); for (int i = pos; i <ps->size-1; i++) { ps->arr[i] = ps->arr[i + 1]; } ps->size--; }

查找

//查找 int SLFind(SL* ps, SLType x); int SLFind(SL* ps, SLType x) { assert(ps); for ( int i = 0; i < ps->size; i++) { if (ps->arr[i] == x) { return i; } } return -1; } //测试 int find = SLFind(&s1,3); if (find <0) { printf("no found!"); } else { printf("find it! The subscript is %d", find); }

完整代码如下：

1. 顺序表头文件 seqlist.h 定义

#pragma once #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <assert.h> //顺序表 //创建 typedef int SLType; //指定类型 typedef struct seqlist { SLType* arr; int size; int capacity; }SL; //指定顺序表名称为SL //初始化 void SLInit(SL* ps); //打印 void SLPrint(SL s); //销毁 void SLDestroy(SL* ps); //头插 void SLPushFront(SL* ps,SLType x); //尾插 void SLPushBack(SL* ps, SLType x); //头删 void SLPopFront(SL* ps); //尾删 void SLPopBack(SL* ps); //指定位置插入 void SLInsert(SL* ps, int pos, SLType x); //指定位置删除 void SLErase(SL* ps, int pos); //查找 int SLFind(SL* ps, SLType x);

2.执行源文件seqlist.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1 #include "seqlist.h" //初始化 void SLInit(SL* ps) { ps->arr = NULL; ps->capacity = ps->size = 0; } //打印 void SLPrint(SL s) { for (int i = 0; i < s.size; i++) { printf("%d ", s.arr[i]); } printf("\n"); } //销毁 void SLDestroy(SL* ps) { if (ps->arr) { free(ps->arr); } ps->size = ps->capacity = 0; } //申请空间 void SLCheckCapacity(SL* ps) { if (ps->size==ps->capacity) { int newcapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->capacity; SLType* tmp = (SLType*)realloc(ps->arr, newcapacity*sizeof(SLType)); if (tmp == NULL) { perror("realloc fail!"); } ps->arr = tmp; ps->capacity = newcapacity; } } //头插 void SLPushFront(SL* ps, SLType x) { //申请空间 assert(ps); SLCheckCapacity(ps); for (int i=ps->size;i>0;i--) { ps->arr[i] = ps->arr[i - 1]; } ps->arr[0] = x; ps->size++; } //尾插 void SLPushBack(SL* ps, SLType x) { assert(ps); SLCheckCapacity(ps); ps->arr[ps->size++] = x; } //头删 void SLPopFront(SL* ps) { assert(ps); assert(ps->size); for (int i = 0; i < ps->size-1; i++) { ps->arr[i] = ps->arr[i + 1]; } ps->size--; } //尾删 void SLPopBack(SL* ps) { assert(ps); assert(ps->size); --ps->size; } //指定位置插入 void SLInsert(SL* ps, int pos, SLType x) { assert(ps); assert(pos >= 0 && pos <= ps->size); SLCheckCapacity(ps); for (int i = ps->size; i > pos; i--) { ps->arr[i] = ps->arr[i - 1]; } ps->arr[pos] = x; ps->size++; } //指定位置删除 void SLErase(SL* ps, int pos) { assert(ps); assert(pos >= 0 && pos <= ps->size); for (int i = pos; i <ps->size-1; i++) { ps->arr[i] = ps->arr[i + 1]; } ps->size--; } //查找 int SLFind(SL* ps, SLType x) { assert(ps); for ( int i = 0; i < ps->size; i++) { if (ps->arr[i] == x) { return i; } } return -1; }

3.测试文件test.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1 #include "seqlist.h" void test01() { SL s1; SLInit(&s1); SLPushBack(&s1, 1); SLPushBack(&s1, 2); SLPrint(s1); SLPushFront(&s1, 3); SLPushFront(&s1, 4); SLPrint(s1); SLPopBack(&s1); SLPrint(s1); SLPopFront(&s1); SLPrint(s1); SLInsert(&s1, 0, 6); SLPrint(s1); SLInsert(&s1,s1.size, 9); SLPrint(s1); SLInsert(&s1, 1, 7); SLPrint(s1); SLErase(&s1, 3); SLPrint(s1); SLErase(&s1, s1.size); SLPrint(s1); SLErase(&s1, 0); SLPrint(s1); int find = SLFind(&s1,3); if (find <0) { printf("no found!"); } else { printf("find it! The subscript is %d", find); } } int main() { test01(); return 0; }

代码运行结果如下图所示：

通讯录项目

数据结构设计

定义通讯录中联系人的结构体（如姓名、电话、地址等字段）
顺序表的存储结构及容量管理策略（静态数组或动态扩容）

核心功能实现

初始化通讯录：分配内存或设置初始容量
添加联系人：检查容量并插入数据
删除联系人：查找并移除数据，处理后续元素移位
查找联系人：按姓名或关键字遍历搜索
修改联系人信息：定位后更新字段
显示所有联系人：遍历输出

代码实现

定义通讯录结构体 c.h

#pragma once //定义通讯录联系人结构体 //姓名 性别 年龄 电话 地址 #define NM 20 #define GM 10 #define AM #define TM 20 #define ADM 100 typedef struct PersonInfo { char name[NM]; char gender[GM]; int age; char tel[TM]; char addr[ADM]; }Peo;

在顺序表头文件当中指定类型 s.h

typedef Peo SLType; //指定类型

对通讯录进行操作 c.h

//对通讯录进行操作 // //前置声明 typedef struct seqlist contact; //初始化 void ContactInit(contact* con); //销毁 void ContactDestroy(contact* con); //插入数据 void ContactInsert(contact* con); //删除数据 void ContactErase(contact* con); //修改数据 void ContactModify(contact* con); //查找数据 void ContactFind(contact* con); //打印显示 void ContactShow(contact* con);

通讯录初始化 .c

void ContactInit(contact* con) { SLInit(con); //直接调用即可 }

添加数据

void ContactAdd(contact* con) { //获取用户输入信息 姓名 性别 年龄 电话 住址 Peo info; printf("please input name:\n"); scanf("%s", info.name); printf("please input gender:\n"); scanf("%s", info.gender); printf("please input age:\n"); scanf("%d", &info.age); printf("please input telephone:\n"); scanf("%s", info.tel); printf("please input address:\n"); scanf("%s", info.addr); //添加数据 SLPushBack(con, info); }

删除数据

int FindName(contact* con,char name[]) { for (int i = 0; i < con->size; i++) { if (0 == strcmp(con->arr[i].name,name)) //找到 { return i; } } return -1; //没有找到 } void ContactErase(contact* con) { char name[NM]; printf("please input name that need delete:\n"); scanf("%s", name); //利用查找方式判断数据是否存在 int find = FindName(con, name); if (find <0) { printf("not found!\n"); return; } SLErase(con, find); //根据返回下标执行删除 printf("delete done!\n"); }

修改数据

void ContactModify(contact* con) { char name[NM]; printf("please input name that need modify:\n"); scanf("%s", name); int find = FindName(con, name); if (find <0) { printf("not found!\n"); return; } printf("please input new name:\n"); scanf("%s", con->arr[find].name); printf("please input new gender:\n"); scanf("%s", con->arr[find].gender); printf("please input new age:\n"); scanf("%d", con->arr[find].age); printf("please input new telephone:\n"); scanf("%s", con->arr[find].tel); printf("please input new address:\n"); scanf("%s", con->arr[find].addr); }

查找数据

void ContactFind(contact* con) { char name[NM]; printf("please input name that need find\n"); scanf("%s", name); int find = FindName(con, name); if (find <0) { printf("not found!\n"); return; } //表头打印 printf("%s %s %s %s %s\n", "姓名", "性别", "年龄", "电话", "住址"); printf("%s %s %d %s %s\n", con->arr[find].name, con->arr[find].gender, con->arr[find].age, con->arr[find].tel, con->arr[find].addr ); }

展示数据

void ContactShow(contact* con) { printf("%s %s %s %s %s\n", "姓名", "性别", "年龄", "电话", "住址"); for (int i = 0; i < con->size; i++) { printf("%s %s %d %s %s\n", con->arr[i].name, con->arr[i].gender, con->arr[i].age, con->arr[i].tel, con->arr[i].addr ); } }

通讯录销毁

void ContactDestroy(contact* con) { SLDestroy(con); }

建立通讯录菜单

void menu() { printf("*******************通讯录******************\n"); printf("********1.添加联系人 2.删除联系人*********\n"); printf("********3.修改联系人 4.查找联系人*********\n"); printf("********5.展示联系人 0.退出系统 *********\n"); printf("*******************************************\n"); }

部分效果展示

主函数执行代码如下

int main() { int op = -1; contact con; ContactInit(&con); do{ menu(); printf("please choose a option!\n"); scanf("%d", &op); switch (op) { case 1: ContactAdd(&con); break; case 2: ContactErase(&con); break; case 3: ContactModify(&con); break; case 4: ContactFind(&con); break; case 5: ContactShow(&con); break; case 0: printf("exit!\n"); break; default: break; } } while (op !=0 ); ContactDestroy(&con); return 0; }

日记详情

数据结构-Data Structure （顺序表专题）