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顺序表：数据结构的“上古神兽”

news 来源：原创 2025/4/29 8:18:40

前言

1、顺序表的概念及结构：

1.1 线性表：

2、顺序表分类：

3、动态顺序表的实现：

初始化：

销毁：

增添：

删除：

打印：

总结

前言

在计算机科学中，数据结构是组织和存储数据的方式，而顺序表（Sequential List）是最基础且广泛使用的数据结构之一。它以其简单、高效的特点，在众多编程场景中发挥着重要作用。

1、顺序表的概念及结构：

顺序表底层是数组，是线性表的一种，它的物理结构和逻辑结构都是连续的

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。线性表是种在实际中⼴泛使
⽤的数据结构，常⻅的线性表：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。

2、顺序表分类：

静态顺序表

静态顺序表就相当于一个数组，静态的不能改变它的大小

typedef int SLDataType;
typedef struct SEquence
{
	SLDataType a[7];
	int size;//记录当前有效个数
}Sq;

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

动态顺序表就相当一个可以变化大小的数组，可以改变它的容量大小

typedef struct SEquence
{
	int* a;
	int size;//记录当前有效个数
	int capacity;//空间大小
}Sq;

3、动态顺序表的实现：

#pragma once
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
typedef struct SEquence
{
	int* a;
	int size;//记录当前有效个数
	int capacity;//空间大小
}Sq;
void Seqinit(Sq* p);
void SeqDestory(Sq* p);
void SeqpushFront(Sq* p,int x);
void SeqpushBack(Sq* p,int x);
void SeqdeleFront(Sq* p);
void SeqdeleBack(Sq* p);
void Seqprint(Sq* p);

初始化：

void Seqinit(Sq* p)
{
	assert(p);
	p->a = (int*)malloc(sizeof(int) * 4);
	if (p->a == NULL)
	{
		perror("malloc fail");
		exit(1);
	}
	p->capacity = 4;
	p->size = 0;
}

销毁：

void SeqDestory(Sq* p)
{
	assert(p);
	free(p->a);
	p->capacity = p->size = 0;
}

增添：

前插

前插入操作是在顺序表的指定位置插入一个新元素。为了保持存储的连续性，需要将插入位置之后的所有元素向后移动一个位置。插入操作的时间复杂度为 O(n)。以下是插入操作的代码实现：

void SeqpushFront(Sq* p, int x)
{
	assert(p);
	if (p->capacity == p->size)
	{
		int* tmp = (int*)realloc(p->a,sizeof(int) * 2 * p->capacity);
		if (tmp == NULL)
		{
			perror("realloc fail");
			exit(1);
		}
		p->a = tmp;
		p->capacity *= 2;
	}
	for (int i = p->size - 1; i >= 0; i--)
	{
		p->a[i + 1] = p->a[i];
	}
	p->a[0] = x;
	p->size++;
}

后插

void SeqpushBack(Sq* p, int x)
{
	assert(p);
	if (p->capacity == p->size)
	{
		int* tmp = (int*)realloc(p->a,sizeof(int) * 2 * p->capacity);
		if (tmp == NULL)
		{
			perror("realloc fail");
			exit(1);
		}
		p->a = tmp;
		p->capacity *= 2;
	}
	p->a[p->size++] = x;
}

删除：

后删

void SeqdeleBack(Sq* p)
{
	assert(p);
	p->size--;
}

前删

前删除操作是从顺序表中删除指定位置的元素。为了保持存储的连续性，需要将删除位置之后的所有元素向前移动一个位置。删除操作的时间复杂度为 O(n)。以下是删除操作的代码实现：

void SeqdeleFront(Sq* p)
{
	assert(p);
	for (int i = 0; i < p->size - 1; i++)
	{
		p->a[i] = p->a[i + 1];
	}
	p->size--;
}

打印：

void Seqprint(Sq* p)
{
	assert(p);
	for (int i = 0; i < p->size; i++)
	{
		printf("%d ", p->a[i]);
	}
	printf("\n");
}

总结

顺序表的特点

优点1. 随机访问高效：由于顺序表的存储是连续的，可以通过索引直接访问任意位置的元素，时间复杂度为 O(1)。这种特性使得顺序表在需要频繁访问元素的场景中表现出色。
2. 存储密度高：顺序表的存储结构简单，除了存储数据元素外，不需要额外的存储空间来维护元素之间的关系，因此存储密度较高。

缺点1. 插入和删除效率低：插入和删除操作通常需要移动多个元素以保持存储的连续性，时间复杂度为 O(n)，其中 n 是表的长度。这使得顺序表在需要频繁进行插入和删除操作的场景中表现不佳。
2. 存储容量固定：顺序表的存储容量在定义时就已经确定，如果存储空间不足，需要进行扩容操作，这可能会导致较大的开销。