一.线性表
线性表：n个具有相同特性的的数据元素的有限序列。线性表是一种在实际中广泛应用的数据结构，常见的线性表：顺序表，链表，栈，队列，字符串...
线性表在逻辑上是线性结构，也就说是连续的一条直线。但是在物理结构上并不一定是连续的，线性表在物理上存储时，通常以数组和链式结构的形式存储。
二.顺序表
1.概念
顺序表是一段物理地址连续的存储单元依次存储数据元素的线性结构，一般情况下采用数组存储。在数据上完成数据的增删查改。
2.结构分类
顺序表一般可分为
(1)静态顺序表：使用定长数组存储元素
静态顺序表的缺陷：空间给少了不够用，空间给多了造成浪费 。
(2)动态顺序表：使用动态开辟的数组存储
3.动态顺序表的实现
SeqList.h
//将int重命名为SLDateType（将SL中部分数据类型为int的用SLDateType代替）
typedef int SLDateType;
//定义顺序表的结构——动态顺序表
typedef struct SeqList
{
SLDateType* arr;
int size;//有效数据个数
int capacity;//空间大小
}SL;
//顺序表初始化
void* SLInit(SL* ps);
//顺序标的销毁
void* SLDestory(SL* ps);
//顺序表申请空间
void* SLCheckCapacity(SL* ps);
//顺序标的尾插
void* SLPushBack(SL* ps, SLDateType x);
//顺序表的头插
void* SLPushFront(SL* ps, SLDateType x);
//顺序表的尾删
void* SLPopBack(SL* ps);
//顺序表的头删
void* SLPopFront(SL* ps);
//在指定位置前插入数据
void SLInsert(SL* ps, int pos, SLDateType x);
// 删除指定位置数据
void SLErase(SL* ps, int pos);
//查找
int SLFind(SL * ps, SLDateType x);
//打印顺序表
void SLPrint(SL s);(1)顺序表的初始化
//顺序表的初始化
void* SLInit(SL* ps)
{
ps->arr = NULL;
ps->size = ps->capacity = 0;
}(2)顺序表的销毁
//顺序标的销毁
void* SLDestory(SL* ps)
{
if (ps->arr)
{
free(ps->arr);
}
ps->arr = NULL;
ps->size = ps->capacity = 0;
}(3)顺序表申请空间
//顺序表申请空间
void* SLCheckCapacity(SL* ps)
{
//插入数据之前先看空间够不够
if (ps->size == ps->capacity)
{
//申请空间（增容用realloc）
// 增容通常来说是成倍速数的增加，一般是两倍或者三倍
//三目操作符
int newcapacity =ps->capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->capacity;
//要申请多大的空间
SLDateType* tmp = (SLDateType*)realloc(ps->arr, newcapacity * sizeof(SLDateType));
if (tmp == NULL)
{
perror("realloc fail!");
exit(1);//直接退出程序，不再继续执行
}
//空间申请成功
ps->arr = tmp;
ps->capacity = newcapacity;
}
}(4)顺序表的尾插
//顺序表的尾插
void* SLPushBack(SL* ps, SLDateType x)
{
assert(ps);
//插入数据之前先看空间够不够
SLCheckCapacity(ps);
ps->arr[ps->size++] = x;
}(5)顺序表的头插
//顺序标的头插
void* SLPushFront(SL* ps, SLDateType x)
{
assert(ps);
SLCheckCapacity(ps);
//将顺序表中数据整体向后移一位
for (int i = ps->size; i > 0; i--)
{
ps->arr[i] = ps->arr[i - 1];
}
//空出来的第一位插入x
ps->arr[0] = x;
//注意一定要size++
ps->size++;
}(6)顺序表的尾删
//顺序表的尾删
void* SLPopBack(SL* ps)
{
assert(ps);
assert(ps->size);
//直接删除，不用管顺序表中原本存储的数据
--ps->size;
}(7)顺序表的头删
//顺序表的头删
void* SLPopFront(SL* ps)
{
assert(ps);
//将顺序表中数据整体向前移一位
for (int i = 0; i<ps->size - 1; i++)
{
ps->arr[i] = ps->arr[i + 1];
}
//有效数据个数也要减小
--ps->size;
}(8)在指定位置前插入数据
//在指定位置前插入数据
void SLInsert(SL* ps, int pos, SLDateType x)
{
assert(ps);
assert((pos > 0) && (pos <= ps->size));
SLCheckCapacity(ps);
//让pos之后的数据整体向后挪一位
for (int i = ps->size; i > pos; i--)
{
ps->arr[i] = ps->arr[i - 1];
}
ps->arr[pos] = x;
ps->size++;
}(9)删除指定位置的数据
//删除指定位置的数据
void SLErase(SL* ps, int pos)
{
assert(ps);
assert((pos > 0) && (pos < ps->size));
for (int i = pos; i < ps->size - 1; i++)
{
ps->arr[i] = ps->arr[i + 1];
}
ps->size--;
}(10)查找
//查找
int SLFind(SL* ps, SLDateType x)
{
assert(ps);
for (int i = 0; i < ps->size; i++)
{
if (ps->arr[i] == x)
return i;//返回找到位置的下标
}
return -1;
}(11)打印顺序表
//打印顺序表
void SLPrint(SL s)
{
int i = 0;
for (i = 0; i < s.size; i++)
{
printf("%d ", s.arr[i]);
}
printf("\n");
}三.顺序表的应用—基于动态顺序表实现通讯录
1.功能要求
(1)至少能存储100个人的通讯信息
(2)能够保存用户信息：名字，性别，年龄，电话，地址等
(3)增加联系人信息
(4)删除指定联系人
(5)查找指定联系人
(6)修改指定联系人
(7)显示联系人信息
2.代码实现
(1)Contact.h
//Contact.h
#pragma once
#define NAME_MAX 100
#define SEX_MAX 4
#define TEL_MAX 11
#define ADDR_MAX 100
//用户数据
typedef struct PersonInfo
{
char name[NAME_MAX];
char gender[SEX_MAX];
int age;
char tel[TEL_MAX];
char adder[ADDR_MAX];
}PeoInfo;
//前置声明
//给顺序表改名叫通讯录
//typedef SL contact;//错误的，SL是在结构体定义完之后的重命名（找不到）
typedef struct SeqList Contact;//前置声明
//通讯录的操作实际上就是对顺序表的操作
//初始化通讯录
void InitContact(Contact* con);
//添加通讯录数据
void AddContact(Contact* con);
//删除通讯录数据
void DelContact(Contact* con);
//展示通讯录数据
void ShowContact(Contact* con);
//查找通讯录数据
void FindContact(Contact* con);
//修改通讯录数据
void ModifyContact(Contact* con);
//销毁通讯录数据
void DestroyContact(Contact* con);(2)Contact.c
<1>通讯录的初始化
//通讯录的初始化
void InitContact(Contact* con)
{
//实际上是进行顺序标的初始化（已经实现好了）
SLInit(con);
}<2>销毁通讯录数据
//销毁通讯录数据
void DestroyContact(Contact* con)
{
SLDestory(con);
}<3>添加通讯录数据
//添加通讯录数据
void AddContact(Contact* con)
{
//获取用户输入的内容
PeoInfo info;
printf("请输入要添加的联系人姓名：\n");
scanf("%s", info.name);
printf("请输入要添加的联系人性别：\n");
scanf("%s", info.gender);
printf("请输入要添加的联系人年龄：\n");
scanf("%d", &info.age);
printf("请输入要添加的联系人电话：\n");
scanf("%s", info.tel);
printf("请输入要添加的联系人地址：\n");
scanf("%s", info.adder);
//往通讯录中添加联系人
SLPushBack(con, info);
}<4>查找数据是否存在
//查找数据是否存在
int FindName(Contact* con, char name[])
{
for (int i = 0; i < con->size; i++)
{
if (strcmp(con->arr[i].name, name) == 0)//找到了
{
return i;//找到后要返回下标
}
}
return -1;
}<5>删除通讯录数据
//删除通讯录数据
void DelContact(Contact* con)
{
//要删除的数据必须存在才能执行操作
char name[NAME_MAX];
printf("请输入要删除的联系人姓名\n");
scanf("%s", &name);
int find = FindName(con, name);
if (find < 0)
{
printf("要删除的联系人数据不存在\n");
return;
}
SLErase(con, find);
printf("删除成功\n");
}<6>展示通讯录数据
//展示通讯录数据
void ShowContact(Contact* con)
{
//表头
printf("%s %s %s %s %s\n", "姓名", "性别","年龄","电话","地址");
//按照格式打印每个联系人的数据
for (int i = 0; i < con->size; i++)
{
printf("%4s %4s %4d %4s %4s \n",
con->arr[i].name,
con->arr[i].gender,
con->arr[i].age,
con->arr[i].tel,
con->arr[i].adder);
}
}<7>修改通讯录数据
//修改通讯录数据
void ModifyContact(Contact* con)
{
//要修改的联系人数据是否存在
char name[NAME_MAX];
printf("请输入要修改的联系人姓名\n");
scanf("%s", &name);
int find = FindName(con, name);
if (find < 0)
{
printf("要修改的联系人数据不存在\n");
return;
}
//直接修改
printf("请输入新的姓名\n");
scanf("%s", con->arr[find].name);
printf("请输入新的性别\n");
scanf("%s", con->arr[find].gender);
printf("请输入新的年龄\n");
scanf("%d", &con->arr[find].age);
printf("请输入新的电话\n");
scanf("%s", con->arr[find].tel);
printf("请输入新的地址\n");
scanf("%s", con->arr[find].adder);
printf("修改成功!\n");
}<8>查找通讯录数据
//查找通讯录数据
void FindContact(Contact* con)
{
//查找后要将全部信息打印出来
char name[NAME_MAX];
printf("请输入要查找的联系人姓名\n");
scanf("%s", &name);
int find = FindName(con, name);
if (find < 0)
{
printf("查找的联系人数据不存在\n");
return;
}
printf("%s %s %s %s %s \n", "姓名", "性别", "年龄", "电话", "地址");
printf("%4s %4s %4d %4s %4s \n",
con->arr[find].name,
con->arr[find].gender,
con->arr[find].age,
con->arr[find].tel,
con->arr[find].adder
);
}四.顺序表的问题和思考
1.问题：
• 中间 / 头部的插入删除，时间复杂度为O(N)
• 增容需要申请新空间，拷贝数据，释放旧空间。会有不小的损耗。
• 增容一般是呈二倍的增长，势必会有一定的空间浪费。例如：当前容量为100，满了以后增容到200，我们再继续插入了5个数据，后面就没有数据插入了，那么久浪费了95个空间。
2.思考：
如何解决以上问题？思考一下链表的结构。
