用数组实现线性表

对于线性结构，有两种保存的方法，一种是使用C语言中内置的数组，这样的结构成为顺序表；另一种使用指针，这样的结构成为链表。

对于线性结构，有12种基本的操作，分别是：初始化、删除、清空、判断是否为空、遍历、求表的长度、求某个元素在表中的位置、返回特定序号的元素、求某个元素的前一个元素、求某个元素的后一个元素、插入一个元素、删除一个元素。

这一小节介绍如何利用数组实现线性表。

先看程序：

 

#include <stdio.h>#include <malloc.h>typedef int ElemType;typedef struct arraylist{//实际存放元素的数组ElemType *Array;//数组中已经使用了多少元素int length;//数组的容量int size;}arrayList;//初始化顺序表：给出初始化长度bool initialArray(arrayList *arrLst,int len){arrLst->length = 0;arrLst->size = len;arrLst->Array = (ElemType*)malloc(len*sizeof(ElemType));if(NULL == arrLst->Array)return false;elsereturn true;}//删除顺序表void deleteArray(arrayList *arrLst){arrLst->length = 0;arrLst->size = 0;free(arrLst->Array);arrLst->Array = NULL;}//清空顺序表void clearArray(arrayList *arrLst){arrLst->length = 0;}//判断是否为空bool is_empty(arrayList *arrLst){if(0 == arrLst->length){printf("the arrayList is empty!\n");return true;}else{printf("the arrayList is not empty!\n");return false;}}//求有多少个元素int arrayLength(arrayList *arrLst){return arrLst->length;}//取出某个元素bool getElem(arrayList *arrLst,int index,ElemType *e){if(index < 0 || index > arrayLength(arrLst)-1)return false;else{*e = arrLst->Array[index];return true;}}//遍历顺序表，并打印void printArray(arrayList *arrLst){printf("array elements are: ");for(int i = 0; i < arrayLength(arrLst);++i){printf("%d\t",arrLst->Array[i]);}printf("\n");}//判断某个元素的位置int locateElem(arrayList *arrLst,ElemType e){for(int i = 0; i < arrayLength(arrLst);++i){if(e == arrLst->Array[i])return i;}return -1;}//求某个元素的前驱：如果没找到返回-2；如果是第一个元素。返回-1；否则返回前驱元素的下标int preElement(arrayList *arrLst,ElemType e,ElemType *preElem){for(int i = 0 ; i < arrayLength(arrLst); ++i){//如果找到了if(e == arrLst->Array[i]){//如果是第一个元素if(0 == i){return -1;}else{*preElem = arrLst->Array[i-1];return i-1;}}}return -2;}//求某个元素的后继：如果没找到，返回-2,如果是最后一个元素，返回-1；否则返回后继元素的下标int nextElement(arrayList *arrLst,ElemType e,ElemType *nxtElem){for(int i = 0; i < arrayLength(arrLst); ++i){if(e == arrLst->Array[i]){if(arrayLength(arrLst) -1 == i){return -1;}else{*nxtElem = arrLst->Array[i+1];return i+1;}}}return -2;}//将元素插入到指定位置bool insertElem(arrayList *arrLst,int index ,ElemType e ){//先判断插入位置是否合法if(0 > index ||  arrayLength(arrLst) < index)return false;//如果顺序表存储空间已满，则需要重新分配内存if(arrLst->length == arrLst->size){arrLst->Array = (ElemType*)realloc(arrLst->Array,2*arrLst->size*sizeof(ElemType));if(NULL == arrLst->Array)//分配失败，程序退出return false;else//分配成功，扩容arrLst->size *= 2;}//将插入点之后的元素后移for(int i = arrayLength(arrLst); i > index; --i)arrLst->Array[i] = arrLst->Array[i-1];//插入元素arrLst->Array[index] = e;//顺序表长度自增++arrLst->length;return true;}bool deleteElem(arrayList *arrLst,int index ,ElemType *e){if(index < 0 || index > arrayLength(arrLst)-1)return false;*e = arrLst->Array[index];//将删除点的元素依次左移for(int i = index; i < arrayLength(arrLst);++i){arrLst->Array[i] = arrLst->Array[i+1];}--arrLst->length;;return true;}

 

大部分程序都很简单，唯一需要说明的是，再插入元素时，如果线性表已满，需要重新分配内存空间，新分配的内存空间设定为原来的2倍。这个倍数也不是我随便给出的，我是参考C++中STL里面的vector给出的。相信那些专家，肯定考虑了倍数过小而导致多次分配内存与内存分配太大的折中，我也就照猫画虎的这样做了。

其他的复杂的操作，大多数都能通过这些基本操作来完成，这里就不在列出了。

我们可以看出，利用数组来表示线性结构，最大的优点在于由于数组是连续储存的，所以随机访问速度非常快，只需要用数组的首地址+下标*sizeof(结构体)就能计算指定元素的地址了。而它的缺点也很明显：就是插入、删除时效率很低，因为要移动大量的元素，甚至需要重新分配内存。

最后说一句，程序是没有标准答案的，我自己写的程序也难免有各种错误，如果指出错误，我将不胜感激。