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前言

      今天对数据结构中的线性表进行了重新的梳理和复盘，有了许多收获，并花了一些时间在Devc++上进行了顺序表的基本操作的实现。本文就介绍一下自己动手过程中的一些心得和这些代码的内容。（本人小白一个，如有不当之处，请各位大佬不吝指教，万分感谢！）

一、线性表是什么？

线性表是具有相同数据类型的n个数据元素的有限序列，分为顺序表和链表。（本文阐述的是顺序表的实现）。

二、实现步骤

1.引入头文件并定义一个宏常量

代码如下（示例）：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>//malloc()、free()和exit()函数在这个头文件之中
#define Max 10

2.定义顺序表的结构

代码如下（示例）：

typedef struct{
    int *data;//存放存储空间首地址的指针变量
    int length;//线性表当前的元素个数
    int Max_size;//线性表最大能存储的元素个数
}Sqlist;//把该数据类型命名为Sqlist 

该处使用定义结构体的方法 

3.顺序表各种操作的实现（增删改查等）

代码如下（示例）：

//线性表的初始化 
void InitList(Sqlist &L){
    L.data=(int*)malloc(sizeof(int)*Max);
    L.length=0;
    L.Max_size=Max;
    if(L.data!=0)
        printf("初始化成功！\n");
    else     
        printf("初始化失败！\n");
}
//逐一插入线性表元素 
void Insert(Sqlist &L){
    printf("请逐个输入你要插入的元素：\n");
    for(int i=0;i<Max;i++){
        scanf("%d",&L.data[i]);
        L.length++;
    }
} 
//按位置插入元素
bool InsertElem(Sqlist &L){
    int i,e;
    printf("请输入插入位置和数据：\n");
    scanf("%d%d",&i,&e);
    if(i<1 || i>L.length+1)
        return false;
    if(L.length==L.Max_size)
        return false;
    for(int j=L.length;j>=i;j--){
        L.data[j]=L.data[j-1];
    }
    L.data[i-1]=e;
    L.length++;
    return true;
} 
//按元素所在位置删除元素
bool DeleElem(Sqlist &L){
    int i;
    printf("请输入你要删除的元素所在位置：\n");
    scanf("%d",&i);
    if(L.length==0){
        printf("当前线性表为空\n");
        return false;
    }
    if(i>L.length){
        printf("超出当前元素个数！\n");
        return false;
    }
    for(int j=i;j<L.length;j++){
        L.data[j-1]=L.data[j];
    }
    L.length--;
    printf("删除第%d个元素成功！\n",i);
    return true;    
}
//清空线性表
void ClearList(Sqlist &L){
    L.length=0;//直接让当前元素个数为零即可 
    printf("清空成功！\n");
} 
//按元素所在位置修改元素
bool AlterElem(Sqlist &L){
    int i,e;
    printf("请输入你要修改的元素所在位置和新元素：\n");
    scanf("%d%d",&i,&e);
    if(L.length==0){
        printf("当前线性表为空\n");
        return false;
    }
    if(i>L.length){
        printf("超出当前元素个数！\n");
        return false;
    }
    L.data[i-1]=e;
    printf("修改成功！\n");
    return true;
} 
//按元素所在位置查询元素 
bool GetElem(Sqlist &L){
    int i;
    printf("请输入你要查询的元素所在位置：\n");
    scanf("%d",&i);
    if(L.length==0){
        printf("当前线性表为空\n");
        return false;
    }
    if(i>L.length){
        printf("超出当前元素个数！\n");
        return false;
    }
    printf("线性表第%d个元素为：%d\n",i,L.data[i-1]);
    return true;
}
/*扩充空间，第一次初始化的线性表的存储空间是有限的,
通过这个函数可以在空间不够时进行添加存储空间，
从而加大线性表的存储量，但需要对之前所有元素进行复制，
会加大时间复杂度 
*/ 
void IncreaseL(Sqlist &L){
    int *p,len;
    printf("请输入你要扩充的存储单元数：\n");
    scanf("%d",&len);
    p=L.data;
    L.data=(int*)malloc(sizeof(int)*(Max+len));
    for(int i=0;i<L.length;i++){
        L.data[i]=p[i];
    }
    L.Max_size+=len;
    free(p);
    printf("存储空间扩充成功！\n");
    printf("当前存储空间为：%d\n",L.Max_size);
}
//打印线性表的元素 
bool Print(Sqlist L){
    if(L.length!=0){
        printf("线性表元素：\n");
        for(int i=0;i<L.length;i++){
            printf("%d\t",L.data[i]);
        }
        printf("\n");
        return true;
    }
    else{
        printf("当前线性表为空！\n");
        return false;
    }    
} 
//菜单
void Menu(){
    printf("=================================\n");
    printf("1.打印线性表\n");
    printf("2.删除元素\n");
    printf("3.插入元素\n");
    printf("4.扩充存储空间\n");
    printf("5.按位置查询数据\n");
    printf("6.逐个插入数据\n");
    printf("7.按位置修改数据\n");
    printf("8.清空线性表\n");
    printf("9.初始化\n");
    printf("0.退出系统\n"); 
    printf("请输入你要进行的操作：\n");
}

4.主函数调用实现

代码如下（示例）：

int main(){
    Sqlist L;//声明一个线性表
    InitList(L);//线性表的第一次初始化，为线性表分配存储空间 
    int Choice; //定义与菜单相匹配的选择变量Choice 
    while(1){//对菜单栏的打印和用户要做的选择进行循环更新 
        Menu();//打印菜单 
        scanf("%d",&Choice);//从键盘获取用户的选择 
        switch(Choice){        //使用switch函数进行操作匹配 
        case 1:Print(L);break; //打印线性表 
        case 2:DeleElem(L);break;//删除一个元素 
        case 3:InsertElem(L);break;//在指定位置插入元素 
        case 4:IncreaseL(L);break;//增加指定数量的存储空间 
        case 5:GetElem(L);break;//按位置查询线性表元素 
        case 6:Insert(L);break;//按顺序逐个对线性表进行插入 
        case 7:AlterElem(L);break;//修改指定位置元素 
        case 8:ClearList(L);break;//一键清空线性表 
        case 9:InitList(L);break;//对线性表进行初始化操作 
        case 0:exit(0);//退出系统 
        }
    }
    return 0;
} 

该处使用switch()函数对每个函数方法进行调用以实现对应操作。

5.完整代码

代码如下（示例）：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define Max 10
//定义线性表数据类型 
typedef struct{
    int *data;
    int length;
    int Max_size;
}Sqlist;//把该数据类型命名为Sqlist 
//线性表的初始化 
void InitList(Sqlist &L){
    L.data=(int*)malloc(sizeof(int)*Max);
    L.length=0;
    L.Max_size=Max;
    if(L.data!=0)
        printf("初始化成功！\n");
    else     
        printf("初始化失败！\n");
}
//逐一插入线性表元素 
void Insert(Sqlist &L){
    printf("请逐个输入你要插入的元素：\n");
    for(int i=0;i<Max;i++){
        scanf("%d",&L.data[i]);
        L.length++;
    }
} 
//按位置插入元素
bool InsertElem(Sqlist &L){
    int i,e;
    printf("请输入插入位置和数据：\n");
    scanf("%d%d",&i,&e);
    if(i<1 || i>L.length+1)
        return false;
    if(L.length==L.Max_size)
        return false;
    for(int j=L.length;j>=i;j--){
        L.data[j]=L.data[j-1];
    }
    L.data[i-1]=e;
    L.length++;
    return true;
} 
//按元素所在位置删除元素
bool DeleElem(Sqlist &L){
    int i;
    printf("请输入你要删除的元素所在位置：\n");
    scanf("%d",&i);
    if(L.length==0){
        printf("当前线性表为空\n");
        return false;
    }
    if(i>L.length){
        printf("超出当前元素个数！\n");
        return false;
    }
    for(int j=i;j<L.length;j++){
        L.data[j-1]=L.data[j];
    }
    L.length--;
    printf("删除第%d个元素成功！\n",i);
    return true;    
}
//清空线性表
void ClearList(Sqlist &L){
    L.length=0;//直接让当前元素个数为零即可 
    printf("清空成功！\n");
} 
//按元素所在位置修改元素
bool AlterElem(Sqlist &L){
    int i,e;
    printf("请输入你要修改的元素所在位置和新元素：\n");
    scanf("%d%d",&i,&e);
    if(L.length==0){
        printf("当前线性表为空\n");
        return false;
    }
    if(i>L.length){
        printf("超出当前元素个数！\n");
        return false;
    }
    L.data[i-1]=e;
    printf("修改成功！\n");
    return true;
} 
//按元素所在位置查询元素 
bool GetElem(Sqlist &L){
    int i;
    printf("请输入你要查询的元素所在位置：\n");
    scanf("%d",&i);
    if(L.length==0){
        printf("当前线性表为空\n");
        return false;
    }
    if(i>L.length){
        printf("超出当前元素个数！\n");
        return false;
    }
    printf("线性表第%d个元素为：%d\n",i,L.data[i-1]);
    return true;
}
/*扩充空间，第一次初始化的线性表的存储空间是有限的,
通过这个函数可以在空间不够时进行添加存储空间，
从而加大线性表的存储量，但需要对之前所有元素进行复制，
会加大时间复杂度 
*/ 
void IncreaseL(Sqlist &L){
    int *p,len;
    printf("请输入你要扩充的存储单元数：\n");
    scanf("%d",&len);
    p=L.data;
    L.data=(int*)malloc(sizeof(int)*(Max+len));
    for(int i=0;i<L.length;i++){
        L.data[i]=p[i];
    }
    L.Max_size+=len;
    free(p);
    printf("存储空间扩充成功！\n");
    printf("当前存储空间为：%d\n",L.Max_size);
}
//打印线性表的元素 
bool Print(Sqlist L){
    if(L.length!=0){
        printf("线性表元素：\n");
        for(int i=0;i<L.length;i++){
            printf("%d\t",L.data[i]);
        }
        printf("\n");
        return true;
    }
    else{
        printf("当前线性表为空！\n");
        return false;
    }    
} 
//菜单
void Menu(){
    printf("=================================\n");
    printf("1.打印线性表\n");
    printf("2.删除元素\n");
    printf("3.插入元素\n");
    printf("4.扩充存储空间\n");
    printf("5.按位置查询数据\n");
    printf("6.逐个插入数据\n");
    printf("7.按位置修改数据\n");
    printf("8.清空线性表\n");
    printf("9.初始化\n");
    printf("0.退出系统\n"); 
    printf("请输入你要进行的操作：\n");
} 
//主函数 
int main(){
    Sqlist L;//声明一个线性表
    InitList(L);//线性表的第一次初始化，为线性表分配存储空间 
    int Choice; //定义与菜单相匹配的选择变量Choice 
    while(1){//对菜单栏的打印和用户要做的选择进行循环更新 
        Menu();//打印菜单 
        scanf("%d",&Choice);//从键盘获取用户的选择 
        switch(Choice){        //使用switch函数进行操作匹配 
        case 1:Print(L);break; //打印线性表 
        case 2:DeleElem(L);break;//删除一个元素 
        case 3:InsertElem(L);break;//在指定位置插入元素 
        case 4:IncreaseL(L);break;//增加指定数量的存储空间 
        case 5:GetElem(L);break;//按位置查询线性表元素 
        case 6:Insert(L);break;//按顺序逐个对线性表进行插入 
        case 7:AlterElem(L);break;//修改指定位置元素 
        case 8:ClearList(L);break;//一键清空线性表 
        case 9:InitList(L);break;//对线性表进行初始化操作 
        case 0:exit(0);//退出系统 
        }
    }
    return 0;
}

总结

以上就是今天要讲的内容，笔者认为，线性表的实现主要是对指针的理解，如果能够理解代码中线性表L中的data指针变量和初始化函数中malloc()函数所开辟的空间之间的关系，那么理解上面的代码将容易很多。本文仅仅简单介绍了顺序表的实现方法，希望对读者朋友有所帮助。

# c语言 # 数据结构 # 链表
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