顺序表的C语言实现(静态/动态)

目录

1、顺序表的定义

2、顺序表的实现——静态分配

3、顺序表的实现——动态分配

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1、顺序表的定义

        线性表的顺序存储又称顺序表。它是用一组地址连续的存储单元依次存储线性表中的数据元素，使得逻辑上相邻的两个元素在物理位置上也相邻。因此，顺序表的特点是，表中元素的逻辑顺序和其物理顺序相同。

2、顺序表的实现——静态分配

#include
#define MAXSIZE 10
 
typedef struct{
	int data[MAXSIZE];  //用静态的数组存放元素(这里以int型举例)
	int length;   //顺序表当前的长度为0
}Sqlist;
 
//初始化一个顺序表
void InitList(Sqlist &L){
	for(int i = 0; i < MAXSIZE; i++){
		L.data[i] = 0;
	}
	L.length = 0;  //顺序表初始长度为0
}
 
int main(){
	Sqlist L;  //声明一个顺序表
	InitList(L);	//初始化顺序表
	
	//输出结果(因为初始化顺序表长度为0，所以不会打印出结果)
	for(int i = 0; i < L.length; i++){
		printf("%d ", L.data[i]);
	}
	
	return 0;
}

        静态分配时。由于数组的大小和空间已经事先固定，所以一旦空间占满，再加入新的数据就会产生溢出，进而导致程序崩溃，所以我们可以使用动态分配实现顺序表的存储。

3、顺序表的实现——动态分配

#include
#include    //malloc所需的头文件
#define INITSIZE 10   //初始长度是10
 
typedef struct{
	int *data;    //指示动态分配数组的指针
	int MaxSize;  //顺序表的最大容量
	int length;	  //顺序表的当前长度
}SeqList;
 
void InitList(SeqList &L){
	L.data = (int*)malloc(INITSIZE * sizeof(int));
	L.length = 0;
	L.MaxSize = INITSIZE;
}
 
void IncreaseSize(SeqList &L, int len){
	int *p = L.data;
	L.data = (int*)malloc((len + MaxSize) * sizeof(int));
	for(int i = 0; i < len; i++){
		L.data[i] = p[i];    //将数据复制到新的区域
	}
	L.MaxSize = L.MaxSize + len;
	free(p);
}
 
int main(){
	SeqList L;
	InitList(L);
	
	//插入任意个元素······
	
	IncreaseSize(L, 5);
	
	return 0;
}

 让我们用内存分配图来解释一下代码：

1.SeqList L; 声明一个顺序表，此时内存中为MaxSize、length、*data分配了一处空间

2、接下来执行的语句是L.data = (int*)malloc(INITSIZE * sizeof(int)); 在内存中分配了一处连续的存储空间，该连续空间能够存下10个int类型的数据元素。接着data指针指向这片空间。

 

3、经过一系列赋值操作，现在进入IncreaseSize方法中。

int *p = L.data; 把顺序表L的data指针赋给p指针，相当于p和data指针指向同一个区域。

4、 L.data = (int*)malloc((len + MaxSize) * sizeof(int));  在内存上开辟了一整块新的连续空间(图中黄色区域)。该空间的大小为 MaxSize+len 个int型数据元素。接着让data指针指向这块空间(黄色)，于是，data就不指向原来那块空间了(橙色)。

 

5、data指针指向新的内存空间后，用for循环 for(int i = 0; i < len; i++){L.data[i] = p[i];}   将p指向的区域，也就是原来的的区域的存储数据，复制到新的区域。

6、free(p); 释放指针p以及其所指向的空间：

        此时，顺序表的动态扩展已经完成。需要注意的是，虽然顺序表可以动态扩展，但是每次复制数据所需要的时间开销也是很大的。