正文开始
课前预备
1. 课程目标
C语言语法基础到数据结构与算法,前⾯已经掌握并具备了扎实的C语言基础,为什么要学习数据结构课程?⸺通讯录项目
2. 需要的储备知识
简单了解,通讯录具备增加、删除、修改、查找联系⼈等操作。要想实现通讯录项目有两个技术关
键:
1)C语言语法基础
2)数据结构之顺序表/链表
3. 数据结构相关概念
1、什么是数据结构
数据结构是由“数据”和“结构”两词组合而来。
什么是数据?常见的数值1、2、3、4.....、教务系统⾥保存的用户信息(姓名、性别、年龄、学历等等)、网页里肉眼可以看到的信息(文字、图片、视频等等),这些都是数据
什么是结构?
当我们想要使⽤⼤量使⽤同⼀类型的数据时,通过⼿动定义⼤量的独⽴的变量对于程序来说,可读性非常差,我们可以借助数组这样的数据结构将⼤量的数据组织在⼀起,结构也可以理解为组织数据的方式。
想要找到草原上名叫“咩咩”的羊很难,但是从羊圈⾥找到1号羊就很简单,羊圈这样的结构有效将
羊群组织起来。
概念:数据结构是计算机存储、组织数据的方式。数据结构是指相互之间存在⼀种或多种特定关系
的数据元素的集合。数据结构反映数据的内部构成,即数据由那部分构成,以什么方式构成,以及数据元素之间呈现的结构。
总结:
1)能够存储数据(如顺序表、链表等结构)
2)存储的数据能能方便查找
2、为什么需要数据结构?
如图中所示,不借助排队的方式来管理客⼾,会导致客户就餐感受差、等餐时间长、餐厅营业混乱等情况。同理,程序中如果不对数据进行管理,可能会导致数据丢失、操作数据困难、野指针等情况。
通过数据结构,能够有效将数据组织和管理在⼀起。按照我们的方式任意对数据进行增删改查等操
作。
最基础的数据结构:数组。
【思考】有了数组,为什么还要学习其他的数据结构?
假定数组有10个空间,已经使用了5个,向数组中插入数据步骤:
求数组的长度,求数组的有效数据个数,向下标为数据有效个数的位置插入数据(注意:这⾥是
否要判断数组是否满了,满了还能继续插入吗).....
假设数据量非常庞大,频繁的获取数组有效数据个数会影响程序执行效率。
结论:最基础的数据结构能够提供的操作已经不能完全满足复杂算法实现。
顺序表
1、顺序表的概念及结构
1.1 线性表
线性表(
linear list
)是n个具有相同特性的数据元素的有限序列。 线性表是⼀种在实际中⼴泛使
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。
案例:蔬菜分为绿叶类、瓜类、菌菇类。线性表指的是具有部分相同特性的⼀类数据结构的集合
如何理解逻辑结构和物理结构?
2、顺序表分类
• 顺序表和数组的区别
◦
顺序表的底层结构是数组,对数组的封装,实现了常⽤的增删改查等接⼝
• 顺序表分类
◦
静态顺序表
概念:使用定长数组存储元素
静态顺序表缺陷:空间给少了不够用,给多了造成空间浪费
◦ 动态顺序表
3、动态顺序表的实现
#define INIT_CAPACITY 4
typedef int SLDataType;
// 动态顺序表 -- 按需申请
typedef struct SeqList
{
SLDataType* a;
int size; // 有效数据个数
int capacity; // 空间容量
}SL;
//初始化和销毁
void SLInit(SL* ps);
void SLDestroy(SL* ps);
void SLPrint(SL* ps);
//扩容
void SLCheckCapacity(SL* ps);
//头部插⼊删除 / 尾部插⼊删除
void SLPushBack(SL* ps, SLDataType x);
void SLPopBack(SL* ps);
void SLPushFront(SL* ps, SLDataType x);
void SLPopFront(SL* ps);
//指定位置之前插⼊/删除数据
void SLInsert(SL* ps, int pos, SLDataType x);
void SLErase(SL* ps, int pos);
int SLFind(SL* ps, SLDataType x);
完!