順序表的基本操作及C語言實現(詳解版)
阿新 • • 發佈:2018-12-30
我們學習了順序表及初始化的過程,本節學習有關順序表的一些基本操作,以及如何使用 C 語言實現它們。
雖然資料元素插入順序表中的位置有所不同,但是都使用的是同一種方式去解決,即:通過遍歷,找到資料元素要插入的位置,然後做如下兩步工作:
例如,在
圖 1 找到目標元素位置
圖 2 將插入位置騰出
圖 3 插入目標元素
因此,順序表插入資料元素的 C 語言實現程式碼如下:
注意,動態陣列額外申請更多物理空間使用的是 realloc 函式。並且,在實現後續元素整體後移的過程,目標位置其實是有資料的,還是 3,只是下一步新插入元素時會把舊元素直接覆蓋。
圖 4 順序表刪除元素的過程示意圖
因此,順序表刪除元素的 C 語言實現程式碼為:
這裡,我們選擇順序查詢演算法,具體實現程式碼為:
順序表更改元素的 C 語言實現程式碼為:
以上是順序表使用過程中最常用的基本操作,這裡給出本節完整的實現程式碼:
順序表插入元素
向已有順序表中插入資料元素,根據插入位置的不同,可分為以下 3 種情況:- 插入到順序表的表頭;
- 在表的中間位置插入元素;
- 尾隨順序表中已有元素,作為順序表中的最後一個元素;
雖然資料元素插入順序表中的位置有所不同,但是都使用的是同一種方式去解決,即:通過遍歷,找到資料元素要插入的位置,然後做如下兩步工作:
- 將要插入位置元素以及後續的元素整體向後移動一個位置;
- 將元素放到騰出來的位置上;
例如,在
{1,2,3,4,5}
的第 3 個位置上插入元素 6,實現過程如下:
- 遍歷至順序表儲存第 3 個數據元素的位置,如圖 1 所示:
圖 1 找到目標元素位置
- 將元素 3 以及後續元素 4 和 5 整體向後移動一個位置,如圖 2 所示:
圖 2 將插入位置騰出
- 將新元素 6 放入騰出的位置,如圖 3 所示:
圖 3 插入目標元素
因此,順序表插入資料元素的 C 語言實現程式碼如下:
//插入函式,其中,elem為插入的元素,add為插入到順序表的位置 table addTable(table t,int elem,int add) { //判斷插入本身是否存在問題(如果插入元素位置比整張表的長度+1還大(如果相等,是尾隨的情況),或者插入的位置本身不存在,程式作為提示並自動退出) if (add>t.length+1||add<1) { printf("插入位置有問題"); return t; } //做插入操作時,首先需要看順序表是否有多餘的儲存空間提供給插入的元素,如果沒有,需要申請 if (t.length==t.size) { t.head=(int *)realloc(t.head, (t.size+1)*sizeof(int)); if (!t.head) { printf("儲存分配失敗"); return t; } t.size+=1; } //插入操作,需要將從插入位置開始的後續元素,逐個後移 for (int i=t.length-1; i>=add-1; i--) { t.head[i+1]=t.head[i]; } //後移完成後,直接將所需插入元素,新增到順序表的相應位置 t.head[add-1]=elem; //由於添加了元素,所以長度+1 t.length++; return t; }
順序表刪除元素
從順序表中刪除指定元素,實現起來非常簡單,只需找到目標元素,並將其後續所有元素整體前移 1 個位置即可。後續元素整體前移一個位置,會直接將目標元素刪除,可間接實現刪除元素的目的。
例如,從{1,2,3,4,5}
中刪除元素 3 的過程如圖 4 所示:
圖 4 順序表刪除元素的過程示意圖
因此,順序表刪除元素的 C 語言實現程式碼為:
table delTable(table t,int add){ if (add>t.length || add<1) { printf("被刪除元素的位置有誤"); exit(0); } //刪除操作 for (int i=add; i<t.length; i++) { t.head[i-1]=t.head[i]; } t.length--; return t; }
順序表查詢元素
順序表中查詢目標元素,可以使用多種查詢演算法實現,比如說二分查詢演算法、插值查詢演算法等。這裡,我們選擇順序查詢演算法,具體實現程式碼為:
//查詢函式,其中,elem表示要查詢的資料元素的值 int selectTable(table t,int elem){ for (int i=0; i<t.length; i++) { if (t.head[i]==elem) { return i+1; } } return -1;//如果查詢失敗,返回-1 }
順序表更改元素
順序表更改元素的實現過程是:- 找到目標元素;
- 直接修改該元素的值;
順序表更改元素的 C 語言實現程式碼為:
//更改函式,其中,elem為要更改的元素,newElem為新的資料元素 table amendTable(table t,int elem,int newElem){ int add=selectTable(t, elem); t.head[add-1]=newElem;//由於返回的是元素在順序表中的位置,所以-1就是該元素在陣列中的下標 return t; }
以上是順序表使用過程中最常用的基本操作,這裡給出本節完整的實現程式碼:
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define Size 5 typedef struct Table{ int * head; int length; int size; }table; table initTable(){ table t; t.head=(int*)malloc(Size*sizeof(int)); if (!t.head) { printf("初始化失敗"); exit(0); } t.length=0; t.size=Size; return t; } table addTable(table t,int elem,int add) { if (add>t.length+1||add<1) { printf("插入位置有問題"); return t; } if (t.length>=t.size) { t.head=(int *)realloc(t.head, (t.size+1)*sizeof(int)); if (!t.head) { printf("儲存分配失敗"); } t.size+=1; } for (int i=t.length-1; i>=add-1; i--) { t.head[i+1]=t.head[i]; } t.head[add-1]=elem; t.length++; return t; } table delTable(table t,int add){ if (add>t.length || add<1) { printf("被刪除元素的位置有誤"); exit(0); } for (int i=add; i<t.length; i++) { t.head[i-1]=t.head[i]; } t.length--; return t; } int selectTable(table t,int elem){ for (int i=0; i<t.length; i++) { if (t.head[i]==elem) { return i+1; } } return -1; } table amendTable(table t,int elem,int newElem){ int add=selectTable(t, elem); t.head[add-1]=newElem; return t; } void displayTable(table t){ for (int i=0;i<t.length;i++) { printf("%d ",t.head[i]); } printf("\n"); } int main(){ table t1=initTable(); for (int i=1; i<=Size; i++) { t1.head[i-1]=i; t1.length++; } printf("原順序表:\n"); displayTable(t1); printf("刪除元素1:\n"); t1=delTable(t1, 1); displayTable(t1); printf("在第2的位置插入元素5:\n"); t1=addTable(t1, 5, 2); displayTable(t1); printf("查詢元素3的位置:\n"); int add=selectTable(t1, 3); printf("%d\n",add); printf("將元素3改為6:\n"); t1=amendTable(t1, 3, 6); displayTable(t1); return 0; }程式執行結果為:
原順序表:
1 2 3 4 5
刪除元素1:
2 3 4 5
在第2的位置插入元素5:
2 5 3 4 5
查詢元素3的位置:
3
將元素3改為6:
2 5 6 4 5