数据结构——顺序表_数据结构顺序表

前言

        本篇为数据结构系列的第一篇文章，数据结构是一种有效地存储和管理数据的方法，在应对实际问题时的重要性不亚于算法。本系列为我在学习数据结构后对于数据结构的理解，使用的语言为C。这里提几点建议，数据结构最重要的是思想，先有思路再进行代码还原能提高学习效率，在学习时，建议多画图辅助理解，图形能更直观地表达出数据结构。

1 顺序表的基本思路

       顺序表，又称线性表，是一种基础的线性数据结构。其基本思路是在一段连续的内存空间上存储数据。

1.1 静态版顺序表

       顺序表的基本思路是将数据存储在一段连续的内存空间上，这与C语言数据类型中的数组非常相似，因此我们可以通过数组来实现一个顺序表。

       当然，当我们创建一个数组作为顺序表后，需要存储的数据量可能会小于数组的大小，这时数组中就有部分未使用的空间。因此，在顺序表中最好有一个变量来管理顺序表有效空间的大小。如下为一个简单的静态顺序表结构。

struct SeqList
{
	int a[100];  //容量大小为100个整型的顺序表
	int size;
};

       在这样一个顺序表结构中，结构成员a即顺序表主体，用于存储数据。而变量size则负责管理有效空间，其初始值应该为0，表明初始有效空间为0，即顺序表中的数据量为0。

       由于数组大小直接给定，因此这个顺序表的容量已经确定，无法改变，我们把这种无法改变容量的顺序表称为静态顺序表。

       下图为静态顺序表的图解（矩形中的数字代表存储在表中的整型数据）。

1.2 动态版顺序表 

       与静态顺序表相反，动态顺序表的容量大小可以通过动态内存分配来管理。与静态版相比，动态版顺序表使用起来更加灵活，能更好地适应实际情况，提高内存空间的利用率（大部分数据结构基本都使用动态内存管理）。如下为一个简单的动态顺序表结构。

struct SeqList
{
	int* a;
	int size;
	int capacity;
};

       与静态顺序表相比，动态顺序表结构中的主体a变成了指针类型。其实很好理解，学了数组后我们知道，数组本质上也是通过数组初始位置的指针来管理数组，这里用指针替换主要是方便进行动态内存管理。另外，多出了一个变量capacity，用来管理顺序表的容量，当容量不够大时，可使用realloc函数进行扩容。

       下图为动态顺序表的图解。

2 顺序表的实现

2.1 接口

       对于比较复杂的项目，我们采用接口，即在一个头文件中包含所有该项目所需要的标识符声明，以便完工后使用，在数据结构中也如此。

       在写接口前，我们需要先分析该项目所需具备的功能，并分模块实现。

       接下来我们来分析顺序表所需的功能。首先，当我们创建一个顺序表时，需要对顺序表进行初始化，包括为顺序表动态开辟初始空间，设置初始容量，设置初始有效容量为0等。相对的，既然进行了动态内存开辟，那么在空间使用完毕后就要释放空间。其次，就是实现顺序表作为数据结构的基本功能，数据的增删查改。

#pragma once
 
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
 
#define SeqListAdd 2
 
typedef int SLDataType;
typedef struct SeqList
{
	SLDataType* a;
	int size;
	int capacity;
}SeqList;
 
// 对数据的管理:增删查改 
void SeqListInit(SeqList* ps);
void SeqListDestroy(SeqList* ps);
 
void SeqListPrint(SeqList* ps);
void SeqListPushBack(SeqLis