数据结构-线性表(学习笔记)

定义：

1.线性表(List)是零个或多个数据元素的集合

2.线性表中的数据元素之间是有顺序的

3.线性表中的数据元素个数是有限的

4.线性表中的数据元素的类型必须相同

线性表是具有相同类型的 n（ ≥ 0）个数据元素的有限序列 a1, a2, …, an ,ai是表项，n 是表长度。

性质:

1.a0为线性表的第一个元素，只有一个后继

2.an为线性表的最后一个元素，只有一个前驱

3. 除a0和an外的其它元素ai，既有前驱，又有后继

4.线性表能够逐项访问和顺序存取

线性表的操作：

1.创建并且返回一个空的线性表

2.销毁一个线性表

3.清空一个线性表

4.回一个线性表中的所有元素个数

5.向一个线性表的pos位置处插入新元素node

6.获取一个线性表的pos位置处的元素

7.删除一个线性表的pos位置处的元素

创建头文件：

#ifndef _SEQLIST_H_
#define _SEQLIST_H_

typedef void SeqList;
typedef void SeqListNode;

SeqList* SeqList_Create(int capacity);

void SeqList_Destroy(SeqList* list);

void SeqList_Clear(SeqList* list);

int SeqList_Length(SeqList* list);

int SeqList_Capacity(SeqList* list);

int SeqList_Insert(SeqList* list, SeqListNode* node, int pos);

SeqListNode* SeqList_Get(SeqList* list, int pos);

SeqListNode* SeqList_Delete(SeqList* list, int pos);

#endif

创建c文件：

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#include "SeqList.h"

typedef unsigned int TSeqListNode;//正好可以保存一个地址值

typedef struct _tag_SeqList
{
int capacity;//容量
int length;//线性表的长度
TSeqListNode* node;
} TSeqList;

SeqList* SeqList_Create(int capacity) // O(1)
{
TSeqList* ret = NULL;

if( capacity >= 0 )
{
ret = (TSeqList*)malloc(sizeof(TSeqList) + sizeof(TSeqListNode) * capacity);//分配内存
}

if( ret != NULL )
{
ret->capacity = capacity;
ret->length = 0;
ret->node = (TSeqListNode*)(ret + 1);
}

return ret;
}

void SeqList_Destroy(SeqList* list) // O(1)
{
free(list);
}

void SeqList_Clear(SeqList* list) // O(1)
{
TSeqList* sList = (TSeqList*)list;

if( sList != NULL )
{
sList->length = 0;
}
}

int SeqList_Length(SeqList* list) // O(1)
{
TSeqList* sList = (TSeqList*)list;
int ret = -1;

if( sList != NULL )
{
ret = sList->length;
}

return ret;
}

int SeqList_Capacity(SeqList* list) // O(1)
{
TSeqList* sList = (TSeqList*)list;
int ret = -1;

if( sList != NULL )
{
ret = sList->capacity;
}

return ret;
}

int SeqList_Insert(SeqList* list, SeqListNode* node, int pos) // O(n)
{
TSeqList* sList = (TSeqList*)list;
int ret = (sList != NULL);//判断线性表是否合法
int i = 0;
//判断是否超过线性表最大容量
ret = ret && (sList->length + 1 <= sList->capacity);
ret = ret && (0 <= pos);

if( ret )
{
if( pos >= sList->length )
{
pos = sList->length;
}
//pos后的元素向后移动一位
for(i=sList->length; i>pos; i--)
{
sList->node[i] = sList->node[i-1];
}
//将node赋值到pos上
sList->node[i] = (TSeqListNode)node;
//将线性表长度加1
sList->length++;
}

return ret;
}

SeqListNode* SeqList_Get(SeqList* list, int pos) // O(1)
{
TSeqList* sList = (TSeqList*)list;
SeqListNode* ret = NULL;
//判断线性表是否合法 pos是否合法
if( (sList != NULL) && (0 <= pos) && (pos < sList->length) )
{
ret = (SeqListNode*)(sList->node[pos]);
}

return ret;
}

SeqListNode* SeqList_Delete(SeqList* list, int pos) // O(n)
{
TSeqList* sList = (TSeqList*)list;
SeqListNode* ret = SeqList_Get(list, pos);
int i = 0;

if( ret != NULL )
{
for(i=pos+1; i<sList->length; i++)
{
sList->node[i-1] = sList->node[i];
}

sList->length--;
}

return ret;
}

创建测试文件：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "SeqList.h"

/* run this program using the console pauser or add your own getch, system("pause") or input loop */

int main(int argc, char *argv[]) {
SeqList* list = SeqList_Create(5);
int i = 0;
int j = 1;
int k = 2;
int x = 3;
int y = 4;
int z = 5;
int index = 0;

SeqList_Insert(list, &i, 0);
SeqList_Insert(list, &j, 0);
SeqList_Insert(list, &k, 0);
SeqList_Insert(list, &x, 0);
SeqList_Insert(list, &y, 0);
SeqList_Insert(list, &z, 0);

for(index=0; index<SeqList_Length(list); index++)
{
int* p = (int*)SeqList_Get(list, index);

printf("%d\n", *p);
}

printf("\n");

while( SeqList_Length(list) > 0 )
{
int* p = (int*)SeqList_Delete(list, 0);

printf("%d\n", *p);
}

SeqList_Destroy(list);
return 0;
}

运行结果：



线性表优点：
1.无需为线性表中的逻辑关系增加额外的空间
2.可以快速的获取表中合法位置的元素
线性表缺点：
1.插入和删除操作需要移动大量元素
2.当线性表长度变化较大时难以确定存储空间的容量