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【数据结构(C语言)】顺序表的定义,实现初始化、创建、插入、增、删、改、查等基本操作(详细)

渡过晚枫 2023-06-15 原文

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前言:

头文件等:

函数的声明:

系统菜单:

​编辑

初始化:

​编辑

添加元素:

​编辑

显示元素:

​编辑

查找元素:

​编辑

修改元素:

​编辑

插入元素:

​编辑

元素排序:

​编辑

元素的删除:

元素备份:

​编辑

main函数:


前言:

数据结构包括三个方面:

  • 逻辑结构
  • 存储结构
  • 运算

数据的存储结构是数据及数据之间的关系在计算机内的表示形式。

而线性表有两种典型的存储结构:

  • 顺序存储结构
  • 链式存储结构

本节我们所学习的是顺序存储结构及顺序表。

线性表的顺序存储是指使用连续的存储空间,按照数据元素在线性表中的序号依次存储数据元素。

采用这种存储结构的线性表称为:顺序表

设线性表的第一个元素a0在内存中的存储地址为loc(a0),每个元素占用k个存储单元,则线性表中任意元素ai在内存的存储地址为:间。

只要给定loc(a0)和k,就可以确定线性表中任意一个元素的存储地址,换句话说,顺序表是一种随机存储结构。

线性表的顺序表示定义如下:

typedef struct seqList
{
    int n;
    int maxLength;
    ElemType *element;
} SeqList;

ElemType是自定义类型,类似于宏定义,可以根据自己的需求将其定义为所需的数据类型。

例如,在本节中,ElemType被定义为int型,即ElemType i的实际意义等同于int i。

该线性表在一维数组中的存储形式如下:

顺序表的基本运算有:

  • 初始化
  • 查找
  • 插入
  • 删除
  • 输出
  • 撤销
  • 主函数main

目录

头文件等:

系统菜单:

顺序表的初始化:

添加元素:

显示元素:

查找元素:

修改元素:

插入元素:

元素排序:

元素的删除:

元素备份:

main函数:

运行效果:


头文件等:

/*
顺序表操作(顺序表是将所有的元素存放在一个一维数组里面,每个元素都连续存放)
*/
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
typedef int ElemType;  //给int指定别名 

typedef struct seqList{
	int n;          //该长度表示顺序表的实际长度
	int maxLength;  //表示数组的长度
	ElemType * element; //表示指针类型,等价于 int * element;
}SeqList;

SeqList sq;  //结构体变量

函数的声明:

//函数的声明
void init(SeqList *L,int maxLen);  //初始化
void add(SeqList *L);    //添加元素
void Output(SeqList *L);  //显示元素
void Search(SeqList *L); //查找元素
void Change(SeqList *L); //修改元素
void Sort(SeqList *L);   //元素升序排序
int insert(SeqList * L);  //插入元素
void del(SeqList * L);    //删除元素
void baocun(SeqList *L);  //备份元素

系统菜单:

使用switch选择结构,通入键盘输入选项从而调用各个函数。

值得注意的是,因为需要使用结构体中的数据,故在调用该时需要添加结构体变量

//定义系统菜单√
void menu( )
{
	int op;
	printf("==================================\n");
	printf("------顺序表的基本操作-----\n");
	printf("0. 初始化顺序表√            \n");
	printf("1. 添加元素√                \n");
	printf("2. 插入元素√                \n");
	printf("3. 删除元素√                \n");
	printf("4. 修改元素√                \n");
	printf("5. 查找元素√                \n");
	printf("6. 升序排序元素√            \n");
	printf("7. 备份顺序表√              \n");
	printf("8. 结束操作√                \n");
	printf("9. 显示操作√                \n");
	printf("==================================\n");

	printf("请选择操作的菜单项:");
	scanf("%d",&op);
	switch(op){
	case 0:
		init(&sq,100);  //初始化操作
		break;
	case 1:
		add(&sq);       //添加操作
		break;
	case 2:
		insert(&sq);
		break;
	case 3:
		del(&sq);
		break;
	case 4:
		Change(&sq);  //修改操作
		break;
	case 5:
		Search(&sq); //查找操作
		break;
	case 6:
		Sort(&sq); //排序操作 
		break;
	case 7:
		baocun(&sq);  //备份操作
		break;
	case 8:
		exit(0); //结束操作
		break;
	case 9:
		Output(&sq); //显示操作
		break;
	default: 
		printf("你选择的菜单项不存在,请重新选择!\n"); 
		break;
	}
	system("pause");
	system("cls");
}

初始化:

语句:           L->element=(ElemType *)malloc(sizeof(ElemType)*maxLen);

可类比于:    L->element=(int *)malloc(sizeof(int)*100);

malloc()函数的作用是:动态分配内存空间。

头文件:#include <stdlib.h>

其原型为:
void* malloc (size_t size);
【参数说明】size 为需要分配的内存空间的大小,以字节(Byte)计。
【函数说明】malloc() 在堆区分配一块指定大小的内存空间,用来存放数据。这块内存空间在函数执行完成后不会被初始化,它们的值是未知的。
【返回值】分配成功返回指向该内存的地址,失败则返回 NULL。
由于申请内存空间时可能有也可能没有,所以需要自行判断是否申请成功,再进行后续操作。
如果 size 的值为 0,那么返回值会因标准库实现的不同而不同,可能是 NULL,也可能不是,但返回的指针不应该再次被引用。

//初始化系统√
void init(SeqList *L,int maxLen)
{
	//以下三个代表引用结构体中的成员

	L->maxLength=maxLen;  //指定了顺序表的最大长度
	L->n=0;               //表示顺序表的实际长度
	L->element=(ElemType *)malloc(sizeof(ElemType)*maxLen);

	if(L->element==NULL)
		printf("顺序表初始化失败!\n"); 
	else
		printf("顺序表初始化成功!\n");
}

添加元素:

在添加元素之前,首先需要对其进行判断,

即其中的元素实际长度n是否小于该一维数组的长度maxLength

如果小于则可以添加元素,如果大于或等于一维数组元素的长度,就不能够继续添加了。

若元素的实际长度n小于一维数组的长度,就施行添加。

而所添加的元素的下标即为n,在添加后,n的值需要进行累加处理。

//添加元素√
void add(SeqList *L) 
{
	ElemType x; //保存要添加的元素值
	printf("\n===========【添加元素】===============\n");
	printf("请输入要添加的元素值: ");
	scanf("%d",&x);

	if(L->n < L->maxLength)
	{
		L->element[L->n]=x;      //L->element代表数组名  L->n 代表下表,可以添加元素
		L->n++;                  //L->n在前,++在后
		printf("恭喜,元素添加成功!\n");
	}

	else if(L->n==L->maxLength)
	{
		printf("该顺序表已满,无法添加元素!\n");
	}
	
	else
	{
		printf("添加元素失败!\n");
	}
}

显示元素:

//显示元素√
void Output(SeqList *L)
{
	ElemType i;
	//定义一个指针用于遍历学生信息
	printf("\n===========【显示元素】===============\n");
	if(L->n>0)
	{
		printf("该顺序表中所有元素如下:\n");
		for(i=0;i<L->n;i++)
		{
			printf("%-4d",L->element[i]);
		}
	}

	else
	{
		printf("该顺序表是空表,无元素!");
	}
}

查找元素:

//查找元素√
void Search(SeqList *L)
{
	ElemType i,x,flag=0;	//f表示表示
	printf("\n===========【查找元素】===============\n");
	printf("请输入要查找的元素:");
	scanf("%d",&x);

	printf("\n");

	if(L->n>0)//定义一个指针用于遍历学生信息
	{
		for(i=0;i<L->n;i++)
		{
			if(L->element[i]==x)
			{
				flag=1;
				break;
			}
			
		}
	}
	else
	{
		printf("该顺序表是空表,无元素!");
	}

	if(flag)
	{
		printf("成功查找到元素%-4d\n",x);
	}
	else
	{
		printf("查找元素%-4d失败\n",x);
	}
	system("pause");
	system("cls");
}

修改元素:

//修改元素√
void Change(SeqList *L)
{
	ElemType i,j,x,y,flag=0;	//flag表示表示 ,j表示保存的下标,y表示修改好后的值
	printf("\n===========【修改元素】===============\n");
	printf("请输入要修改的元素:");
	scanf("%d",&x);

	printf("\n");

	if(L->n>0)//定义一个指针用于遍历学生信息
	{
		for(i=0;i<L->n;i++)
		{
			if(L->element[i]==x)
			{
				flag=1;
				j=i;
				break;
			}
		}
	}
	else
	{
		printf("该顺序表是空表,无元素!");
	}

	if(flag)
	{
		printf("请输入新的值:");
		scanf("%d",&y);
		if(L->n < L->maxLength)
		{
			L->element[j]=y;      //L->element代表数组名  L->n 代表下表,可以添加元素
			printf("恭喜,元素修改成功!\n");
		}
	}
	else
	{
		printf("修改%d元素失败\n",x);
	}
	system("pause");
	system("cls");
}

插入元素:

//插入元素√
int insert(SeqList * L)
{
	int j,i,x; //j表示下标,i表示插入元素的位置
	printf("\n===========【插入元素】===============\n");
	printf("请输入要插入的位置:");
		scanf("%d",&i);

	printf("请输入要插入的元素:");
		scanf("%d",&x);

	if(i<1||i>L->maxLength)
		return 0;
	else if(L->n == L->maxLength)
		return 0;
	else if(L->n <L->maxLength && i>=1&&i<=L->n)
	{
		for(j=L->n;j>=i;j--)  //将前面的元素依次移到后面去
			L->element[j]=L->element[j-1];
		L->element[i-1]=x; //插入新的元素值
		L->n++;

		return 1;
	}
}

 

元素排序:

运用冒泡排序,对数据元素进行从小到大的操作。

//元素升序排序√
void Sort(SeqList *L)
{
	ElemType i,j,temp;
	printf("\n===========【元素排序】===============\n");
	printf("排序前的元素如下:\n");
	for(i=0;i<L->n;i++)
	{
		printf("%-4d",L->element[i]);
	} 

	for(i=0;i<L->n-1;i++)  //排序的总趟数:总数据量-1
	{
		for(j=0;j<L->n-1-i;j++)//每趟比较的次数:总数据量-1-趟数
		{
			if(L->element[j]>L->element[j+1])//比较两个元素,满足条件交换,改变符号可更改所排的顺序
			{
				temp=L->element[j];  //交换顺序
 
				L->element[j]=L->element[j+1];
 
				L->element[j+1]=temp;
			}
		}
	}
	printf("\n恭喜,排序成功!\n");
	printf("排序后的元素如下:\n");
	for(i=0;i<L->n;i++)
	{
		printf("%-4d",L->element[i]);
	} 
	printf("\n");

}

元素的删除:

//元素的删除√
void del(SeqList * L)
{
		int i, j,k,flag=0;  //k保存下标,flag用于表示信息是否删除成功
		int num2;
		printf("\n===========【删除元素】===============\n");
		printf("请输入要删除信息:");
		scanf("%d",&num2);
 
		for (i=0;i<L->n;i++)
		{
			if (L->element[i]==num2)
			{
				k=i;
				flag=1;
				break;
			}
		}
 
		if(flag=1)
		{
			for (j=k;j<L->n-1;j++)//要删除学生后面的学生往前移一位
			{
				L->element[j]=L->element[j+1];
			}
		}
		else if(flag!=1)
		{
			printf("该信息不存在!!!\n");
		}
		printf("删除成功\n");
		L->n--;
 
		system("pause");
		system("cls");
		menu();
}

元素备份:

//元素备份√
void baocun(SeqList *L)
{
	int i;
	FILE *fp;  //定义文件指针
 
	printf("\n===========【备份元素】===============\n");
 
	 if((fp=fopen("student.txt", "w"))==NULL); //以只写形式打开文件,若失败,则返回NULL,并新建一个文件
	 {
		 for (i=0;i<L->n;i++)
		 {
			 fprintf(fp, "%d\n", L->element[i]);
			 printf("保存成功!!!\n");
		 }
	 }
 
	 fclose(fp);  //关闭文件
	 system("pause");
	 system("cls");
 
	 menu();

}

 

main函数:

int main( )
{
	while(1)
	{
      menu( );
	}
	return 0;
}

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