顺序表示

需熟练掌握顺序表的定义,并且能够用手写代码实现顺序表上的各种操作。

顺序表定义

顺序表(Sequential List) 是一种常见的数据结构,用于存储一组元素,并按照它们在内存中的物理顺序来排列和访问这些元素。顺序表通常由一个数组或列表构成,其中每个元素都占据一个连续的内存位置,并且可以通过索引值来访问。

假设线性表 A 存储的其实位置为LOC(A),每个元素占用的存储空间的大小为sizeof(Elem),则 A 所对应的顺序存储结构为:

a1
ai
a2
an
Sequential List A
Index
0
1
i-1
n-1
Memory Address
LOC(A)
LOC(A) + sizeof(Elem)
LOC(A) + (i-1) x sizeof(Elem)
Maxsize - 1
LOC(A) + (n-1) x sizeof(Elem)
LOC(A) + (Maxsize-1) x sizeof(Elem)
  • 顺序表 优点
    • 随机访问性强:顺序表支持通过索引直接访问元素,访问速度快,时间复杂度为O(1)。
    • 空间使用连续:顺序表中的元素存储在连续的内存块中,这有助于提高缓存的局部性,从而提高访问速度。
    • 操作简单:无需处理复杂的指针操作。
  • 顺序表 缺点
    • 固定大小或调整大小的开销:对于静态数组,大小是固定的,如果预分配的空间不足或过大,会导致内存浪费或数组溢出。动态数组可以重新分配大小,但这会增加时间和空间开销。
    • 插入和删除的时间开销:如果要在顺序表的中间插入或删除元素,可能需要移动大量的元素,时间复杂度为O(n)。

操作

#define MAXSIZE 100
typedef struct {
    ElementType data[MAXSIZE];
    int length;
} SeqList;

void InitList(SeqList *L) {
    L->length = 0;
}
bool Insert(SeqList *L, int pos, ElementType e) {
    if (L->length == MAXSIZE || pos < 1 || pos > L->length + 1) {
        return false;
    }
    for (int i = L->length; i >= pos; i--) {
        L->data[i] = L->data[i - 1];
    }
    L->data[pos - 1] = e;
    L->length++;
    return true;
}
bool Delete(SeqList *L, int pos, ElementType *e) {
    if (pos < 1 || pos > L->length) {
        return false;
    }
    *e = L->data[pos - 1];
    for (int i = pos; i < L->length; i++) {
        L->data[i - 1] = L->data[i];
    }
    L->length--;
    return true;
}
int LocateElem(SeqList L, ElementType e) {
    for (int i = 0; i < L.length; i++) {
        if (L.data[i] == e) {
            return i + 1;  // 返回元素位置,而不是下标
        }
    }
    return 0;  // 未找到返回0
}
bool GetElem(SeqList L, int pos, ElementType *e) {
    if (pos < 1 || pos > L.length) {
        return false;
    }
    *e = L.data[pos - 1];
    return true;
}
bool IsEmpty(SeqList L) {
    return L.length == 0;
}
void ClearList(SeqList *L) {
    L->length = 0;
}
int Length(SeqList L) {
    return L.length;
}