目录
- 课前准备
- 顺序表概念及结构
- 顺序表分类
- 实现动态顺序表
正文开始
课前预备
1. 课程目标
C语言语法基础到数据结构与算法,前面已经掌握并具备了扎实的C语言基础,为什么要学习数据结构课程?–通讯录项目
2. 需要的储备知识
简单了解,通讯录具备增加、删除、修改、查找联系人等操作。要想实现通讯录项目有两个技术关键:
- C语言语法基础
- 数据结构之顺序表/链表
3. 数据结构相关概念
1. 什么是数据结构
数据结构是由“数据”和“结构”两词组合而来。
什么是数据?
常见的数值1、2、3、4…、教务系统里保存的用户信息(姓名、性别、年龄、学历等等)、网页里肉眼可以看到的信息(文字、图片、视频等等),这些都是数据。
什么是结构?
当我们想要使用大量同一类型的数据时,通过手动定义大量的独立变量,对于程序来说,可读性非常差。我们可以借助数组这样的数据结构将大量的数据组织在一起,结构也可以理解为组织数据的方式。
想要找到草原上名叫“咩咩”的羊很难,但是从羊圈里找到1号羊就很简单,羊圈这样的结构有效地将羊群组织起来。
概念:数据结构是计算机存储、组织数据的方式。数据结构是指相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。数据结构反映数据的内部构成,即数据由哪部分构成,以什么方式构成,以及数据元素之间呈现的结构。
总结:
- 能够存储数据(如顺序表、链表等结构)
- 存储的数据能够方便查找
2. 为什么需要数据结构?
如图中所示,不借助排队的方式来管理客户,会导致客户就餐感受差、等餐时间长、餐厅营业混乱等情况。同理,程序中如果不对数据进行管理,可能会导致数据丢失、操作数据困难、野指针等情况。
通过数据结构,能够有效将数据组织和管理在一起。按照我们的方式任意对数据进行增删改查等操作。
最基础的数据结构:数组。
思考:有了数组,为什么还要学习其他的数据结构?
假定数组有10个空间,已经使用了5个,向数组中插入数据步骤:
求数组的长度,求数组的有效数据个数,向下标为数据有效个数的位置插入数据(注意:这里是否要判断数组是否满了,满了还能继续插入吗)…
假设数据量非常庞大,频繁地获取数组有效数据个数会影响程序执行效率。
结论:最基础的数据结构能够提供的操作已经不能完全满足复杂算法实现。
顺序表
1. 顺序表的概念及结构
1.1 线性表
线性表(linear list)是n个具有相同特性的数据元素的有限序列。线性表是一种在实际中广泛使用的数据结构,常见的线性表:顺序表、链表、栈、队列、字符串……
线性表在逻辑上是线性结构,也就是说是连续的一条直线。但是在物理结构上并不一定是连续的,线性表在物理上存储时,通常以数组和链式结构的形式存储。
案例:蔬菜分为绿叶类、瓜类、菌菇类。线性表指的是具有部分相同特性的一类数据结构的集合。
如何理解逻辑结构和物理结构?
2. 顺序表分类
- 顺序表和数组的区别
- 顺序表的底层结构是数组,对数组的封装,实现了常用的增删改查等接口。
- 顺序表分类
- 静态顺序表
概念:使用定长数组存储元素
静态顺序表缺陷:空间给少了不够用,给多了造成空间浪费
- 动态顺序表
- 静态顺序表
3. 动态顺序表的实现
#defineINIT_CAPACITY4typedefintSLDataType;// 动态顺序表 -- 按需申请typedefstructSeqList{SLDataType*a;intsize;// 有效数据个数intcapacity;// 空间容量}SL;// 初始化和销毁voidSLInit(SL*ps);voidSLDestroy(SL*ps);voidSLPrint(SL*ps);// 扩容voidSLCheckCapacity(SL*ps);// 头部插入删除 / 尾部插入删除voidSLPushBack(SL*ps,SLDataType x);voidSLPopBack(SL*ps);voidSLPushFront(SL*ps,SLDataType x);voidSLPopFront(SL*ps);// 指定位置之前插入/删除数据voidSLInsert(SL*ps,intpos,SLDataType x);voidSLErase(SL*ps,intpos);intSLFind(SL*ps,SLDataType x);