C数据结构-线性表之顺序表

线性表之顺序表

顺序表使用C语言的原生数组作为存储结构，用户指定数组的大小，动态的申请堆空间。动态设计的好处比事先用宏定义规定大小更加灵活，而且支持顺序表的重置大小操作。使得使用顺序表的人拥有更大的灵活性，节省运行内存。顺序表结构体的定义使用了柔性数组，这一点使得我们在操作顺序表数据数组时变得相当简单。值得讲解的有几个操作：

1. 线性表的重置大小

int seq_list_resize(seq_list *plist, int size);

重置大小可以是容量变大或者变小，如果重置的大小与原数组的大小一致，那将什么都不做。重置大小之后将会复制旧数组中的内容到新的数组中，实质就是调用了realloc函数进行重置和复制工作。如果重置的大小小于原来的大小，那么将发生数据截断；如果重置的大小大于原来的大小则原来数组中的所有元素会被保留。

2. 线性表的清空

int seq_list_clear(seq_list *plist);

清空数据表的操作，实际上只是将顺序表的长度值设置为0，并不实际清除数组中的内容，因为这么做毫无意义。

#ifndef SEQLIST_H
#define SEQLIST_H

#ifndef NULL
#define NULL 0
#endif

/* 元素类型 */
typedef int elem_t;

/* 顺序表结构体 */
typedef struct _tag_list
{
int length;//顺序表长度
int capacity;//顺序表的最大容量
elem_t data[];

}seq_list;

/*
* 顺序表初始化
* @param size 顺序表的大小
* @param return 顺序表的指针
*/
seq_list *seq_list_init(int size);

/*
* 插入元素
* @param plist 顺序表指针
* @param i 插入位置的索引
* @param e 插入的元素指针
* @return 1:成功 0:失败
*/
int seq_list_insert(seq_list *plist,int i,elem_t *pe);

/*
* 删除元素
* @param plist 顺序表指针
* @param i 删除位置的索引
* @param pe 存储被删除元素值的指针
* @return 1:成功 0:失败
*/
int seq_list_delete(seq_list *plist,int i,elem_t *pe);

/*
* 获取元素
* @param plist 顺序表指针
* @param i 获取位置的索引
* @param pe 存储元素值的指针
* @return 1:成功 0:失败
*/
int seq_list_get(seq_list *plist,int i,elem_t *pe);

/*
* 重置顺序表大小
* @param plist 顺序表指针
* @param size 重置后顺序表的最大容量
* @param return 1:成功 0:失败
*/
int seq_list_resize(seq_list *plist, int size);

/*
* 判断顺序表是否为空
* @param plist 顺序表指针
* @return 1:为空 0:不为空
* @return 1:为空 0:不为空 -1:出错
*/
int seq_list_is_empty(seq_list *plist);

/*
* 获取顺序表的长度
* @param plist 顺序表指针
* @return 长度
*/
int seq_list_length(seq_list *plist);

/*
* 获取顺序表的最大容量
* @param plist 顺序表指针
* @return 长度
*/
int seq_list_max_size(seq_list *plist);

/*
* 清空顺序表
* @param plist 顺序表指针
* @param return 1：成功 0:失败
*/
int seq_list_clear(seq_list *plist);

/*
* 销毁顺序表
*/
int seq_list_destroy(seq_list *plist);

#endif // SEQLIST

#include "SeqList.h"
#include "malloc.h"

/*
* 顺序表初始化
* @param size 顺序表的大小
* @param return 顺序表的指针
*/
seq_list *seq_list_init(int size)
{
seq_list *plist = (seq_list *)malloc(sizeof(seq_list) + sizeof(elem_t) * size);

if(plist)
{
plist->length = 0;
plist->capacity = size;
}

return plist;

}

/*
* 插入元素
* @param plist 顺序表指针
* @param i 插入位置的索引
* @param e 插入的元素指针
* @return 1:成功 0:失败
*/
int seq_list_insert(seq_list *plist,int i,elem_t *pe)
{
//合法性检查
int ret = ( (plist != NULL) && (i >= 0) && (i <= plist->length) && (plist->length + 1 <= plist->capacity) );

if(ret)
{
int pos =0;
//从后往前逐个将元素后移
for(pos = plist->length;pos > i;pos--)
{
plist->data[pos] = plist->data[pos - 1];
}
//将元素插入
plist->data[i] = *pe;
plist->length++;
}

return ret;
}

/*
* 删除元素
* @param plist 顺序表指针
* @param i 删除位置的索引
* @param pe 存储被删除元素值的指针
* @return 1:成功 0:失败
*/
int seq_list_delete(seq_list *plist,int i,elem_t *pe)
{
//合法性检查
int ret = ( (plist != NULL) && (i >= 0) && (i < plist->length) );

if(ret)
{
int pos = 0;
//保存被删除元素的值
*pe = plist->data[i];
//从被删除索引处开始，将后一位的数据往前移动
for(pos = i;pos < plist->length -1;pos++)
{
plist->data[pos] = plist->data[pos + 1];
}
plist->length--;

}

return ret;
}

/*
* 获取元素
* @param plist 顺序表指针
* @param i 获取位置的索引
* @param pe 存储元素值的指针
* @return 1:成功 0:失败
*/
int seq_list_get(seq_list *plist,int i,elem_t *pe)
{
//合法性检查
int ret = ( (plist != NULL) && (i >= 0) && (i < plist->length) );

if(ret)
{
//保存元素的值
*pe = plist->data[i];

}

return ret;
}

/*
* 判断顺序表是否为空
* @param plist 顺序表指针
* @return 1:为空 0:不为空 -1:出错
*/
int seq_list_is_empty(seq_list *plist)
{
int ret = -1;

if(plist != NULL)
{
ret = (plist->length == 0);
}
return ret;
}

/*
* 获取顺序表的长度
* @param plist 顺序表指针
* @return 长度,-1出错
*/
int seq_list_length(seq_list *plist)
{
int ret = -1;

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

return ret;
}

/*
* 重置顺序表大小
* @param plist 顺序表指针
* @param size 重置后顺序表的最大容量
* @param return 1:成功 0:失败
*/
int seq_list_resize(seq_list *plist, int size)
{
int ret = (plist != NULL && size >0);

if(ret && (plist->length != size) )
{
int length = plist->length;
length = (size > length ? length : size);
//重新申请空间,realloc会自动释放原空间
seq_list *p = realloc(plist,sizeof(seq_list) + sizeof(elem_t) * size);
if(p != NULL)
{
plist = p;
plist->length = length;
plist->capacity = size;
}else
{
ret = 0;
}
}

return ret;
}

/*
* 获取顺序表的最大容量
* @param plist 顺序表指针
* @return 长度，-1出错
*/
int seq_list_max_size(seq_list *plist)
{
int ret = -1;

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

return ret;
}

/*
* 清空顺序表
* @param plist 顺序表指针
* @param return 1：成功 0:失败
*/
int seq_list_clear(seq_list *plist)
{
int ret = (plist != NULL);

if(ret)
{
plist->length = 0;
}

return ret;
}

/*
* 销毁顺序表
*/
int seq_list_destroy(seq_list *plist)
{
int ret = (plist != NULL);

if(ret)
{
free(plist);
plist = NULL;
}

return ret;
}