线性表的那些事儿

前言

现在已经大三，才开始系统的学习算法，虽然有些晚，但是因为之前有一些基础，学起来进度也挺快，不失为一件好事。在学习的过程中，必不可少的需要去复习数据结构，那么今天就从最基础的线性表开始聊起。我们都知道线性表是最简单的一种数据结构，但是他可以做的事情很多，因为表中的每一个节点都可以表示很多信息，一个数字、一个人的所有信息、一本书……线性表的实现可以是顺序实现，也可以是链式实现。顺序实现也就是通过我们最基础的数组，通过分配一段连续的存储单元，而链式实现则是通过动态的申请空间来实现。为了简单起见，下面的代码我们都把每个结点当做一个数字，并分别对链表进行增删改查操作。另外为了方便期间，对于异常情况的输出信息放在子函数实现。

顺序实现

#include<stdio.h>
#define MAX 1005

// 定义结构体
typedef struct list {
    int data[MAX]; //数组
    int count; // 线性表元素总个数
} List;
// 线性表初始化
void init(List *p) {
    // 总个数为0
    p->count = 0;
}
// 元素的插入
void insert(List *p, int pos, int data) {
    int flag = 1;
    // 判断需要插入的位置是否大于目前线性表元素总个数
    if(pos > p->count) {
        printf("%d插入失败,插入位置大于元素总个数\n", data);
        flag = 0;
    }
    // 判断是否线性表已经满了
    if(p->count >= MAX) {
        printf("%d插入失败,线性表已经满了\n", data);
        flag = 0;
    }
    for(int i=p->count+1; i > pos; i--)
        p->data[i] = p->data[i-1];
    p->data[pos] = data;
    if(flag) p->count++;
}
// 元素的输出
void print(List *p) {
    for(int i=0; i < p->count; i++)
        printf("%3d ", p->data[i]);
    printf("\n");
}
// 元素的修改
void update(List *p, int pos, int data) {
    if(pos > p->count)
        printf("修改失败,不存在%d位置\n", pos);
    p->data[pos] = data;
}
// 删除元素
void deleteByPos(List *p, int pos) {
    int flag = 1;
    if(pos > p->count) {
        printf("删除失败,不存在%d位置\n", pos);
        flag = 0;
    }
    for(int i=pos; i < p->count; i++)
        p->data[i] = p->data[i+1];
    if(flag) p->count--;
}
int main() {
    // 声明一个线性表
    List s;
    int insertResult;
    // 初始化
    init(&s);
    // 对线性表插入数据
    insert(&s, 0, 100);
    insert(&s, 1, 200);
    insert(&s, 2, 300);
    insert(&s, 0, 99);
    insert(&s, 10, 999);
    insert(&s, 2, 199);
    // 输出线性表
    print(&s);
    // 修改数据
    update(&s, 0, 0);
    update(&s, 10, 0);
    print(&s);
    // 删除数据
    deleteByPos(&s, 1);
    deleteByPos(&s, 20);
    print(&s);
    return 0;
}

链表实现

#include<stdio.h>

// 定义节点结构体
typedef struct node {
    int data;
    struct node *next;
} Node;
// 定义链表结构体
typedef struct list {
    Node *head;
} List;

// 线性表初始化
void init(List *p) {
    // 头部节点为空
    p->head = NULL;
}
// 元素的插入
void insert(List *p, int pos, int data) {
    Node *newNode, *m;
    newNode = (Node *)malloc(sizeof(Node));
    newNode->data = data;
    if(pos == 0){
        newNode -> next = p->head;
        p -> head = newNode;
    } else {
        m = p->head;
        for(int i=0; i < pos-1 && m != NULL; i++)
            m = m ->next;
        if(m != NULL){
            newNode -> next = m -> next;
            m -> next = newNode;
        } else printf("%d插入失败,插入位置大于元素总个数\n", data);
    }
}
// 元素的修改
void update(List *p, int pos, int data) {
    Node *m;
    m = p -> head;
    for(int i=0; i < pos && m != NULL; i++)
        m = m->next;
    if(m != NULL)
        m -> data = data;
    else
        printf("修改失败,不存在%d位置\n", pos);
}
// 元素的删除
void deleteByPos(List *p, int pos) {
    Node *m, *t;
    m = p -> head;
    if(pos == 0) {
        p -> head = m -> next;
        free(m);
    } else {
        for(int i=0; i < pos-1 && m != NULL; i++)
            m = m -> next;
        if(m != NULL) {
            t = m -> next;
            if(t != NULL) {
                m -> next = t -> next;
                free(t);
            } else  printf("删除失败,不存在%d位置\n", pos);
        } else  printf("删除失败,不存在%d位置\n", pos);
    }
}
// 元素的输出
void print(List *p) {
    Node *m;
    m = p -> head;
    while(m != NULL) {
        printf("%3d ", m->data);
        m = m -> next;
    }
    printf("\n");
}
int main() {
    // 声明一个线性表
    List s;
    // 初始化
    init(&s);
    // 对线性表插入数据
    insert(&s, 0, 100);
    insert(&s, 1, 200);
    insert(&s, 2, 300);
    insert(&s, 0, 99);
    insert(&s, 10, 999);
    insert(&s, 2, 199);
    // 输出线性表
    print(&s);
    update(&s, 0, 0);
    update(&s, 10, 0);
    print(&s);
    // 删除数据
    deleteByPos(&s, 0);
    deleteByPos(&s, 5);
    deleteByPos(&s, 1);
    deleteByPos(&s, 20);
    print(&s);
    return 0;
}