数据结构C语言实现系列——线性表(1)

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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef int elemType;
/************************************************************************/
/*                以下是关于线性表顺序存储操作的16种算法                        */
/************************************************************************/
struct List{
    elemType *list;
    int size;
    int maxSize;
};

void againMalloc(struct List *L)
{    
    /* 空间扩展为原来的2倍，并由p指针所指向，原内容被自动拷贝到p所指向的存储空间 */
    elemType *p = realloc(L->list, 2 * L->maxSize * sizeof(elemType));
    if(!p){    /* 分配失败则退出运行 */
        printf("存储空间分配失败！ ");
        exit(1);
    }
    L->list = p;    /* 使list指向新线性表空间 */
    L->maxSize = 2 * L->maxSize;    /* 把线性表空间大小修改为新的长度 */
}

/* 1.初始化线性表L，即进行动态存储空间分配并置L为一个空表 */
void initList(struct List *L, int ms)
{
    /* 检查ms是否有效，若无效的则退出运行 */
    if(ms <= 0){
        printf("MaxSize非法！ ");
        exit(1);    /* 执行此函数中止程序运行，此函数在stdlib.h中有定义 */
    }
    L->maxSize = ms;    /* 设置线性表空间大小为ms */
    L->size = 0;
    L->list = malloc(ms * sizeof(elemType));
    if(!L->list){
        printf("空间分配失败！ ");
        exit(1);
    }
    return;
}

/* 2.清除线性表L中的所有元素，存储空间，使之成为一个空表 */
void clearList(struct List *L)
{
    if(L->list != NULL){
        free(L->list);
        L->list = 0;
        L->size = L->maxSize = 0;
    }
    return;
}

/* 3.返回线性表L当前的长度，若L为空则返回０ */
int sizeList(struct List *L)
{
    return L->size;
}

/* 4.判断线性表L是否为空，若为空则返回1, 否则返回0 */
int emptyList(struct List *L)
{
    if(L->size ==0){
        return 1;
    }
    else{
        return 0;
    }
}

/* 5.返回线性表L中第pos个元素的值，若pos超出，则停止程序运行 */
elemType getElem(struct List *L, int pos)
{
    if(pos < 1 || pos > L->size){    /* 若pos越界则退出运行 */
        printf("元素序号越界！ ");
        exit(1);
    }
    return L->list[pos - 1];    /* 返回线性表中序号为pos值的元素值 */
}

/* 6.顺序扫描（即遍历）输出线性表L中的每个元素 */
void traverseList(struct List *L)
{
    int i;
    for(i = 0; i < L->size; i++){
        printf("%d ", L ->list[i]);
    }
    printf(" "); 
    return;
}

/* 7.从线性表L中查找值与x相等的元素，若查找成功则返回其位置，否则返回-1 */
int findList(struct List *L, elemType x)
{
    int i;
    for(i = 0; i < L->size; i++){
        if(L->list[i] == x){
            return i;
        }
    }
    return -1;
}

/* 8.把线性表L中第pos个元素的值修改为x的值，若修改成功返回1，否则返回0 */
int updatePosList(struct List *L, int pos, elemType x)
{
    if(pos < 1 || pos > L->size){    /* 若pos越界则修改失败 */
        return 0;
    }
    L->list[pos - 1] = x;
    return 1;
}

/* 9.向线性表L的表头插入元素x */
void inserFirstList(struct List *L, elemType x)
{
    int i;
    if(L->size == L->maxSize){
        againMalloc(L);
    }
    for(i = L->size - 1; i >= 0; i--){
        L->list[i + 1] = L ->list[i];
    }
    L->list[0] = x;
    L->size ++;
    return;
}

/* 10.向线性表L的表尾插入元素x */
void insertLastList(struct List *L, elemType x)
{
    if(L->size == L ->maxSize){    /* 重新分配更大的存储空间 */
        againMalloc(L);
    }
    L->list[L->size] = x;    /* 把x插入到表尾 */
    L->size++;    /* 线性表的长度增加１ */
    return;
}

/* 11.向线性表L中第pos个元素位置插入元素x，若插入成功返回１，否则返回０ */
int insertPosList(struct List *L, int pos, elemType x)
{
    int i;
    if(pos < 1 || pos > L->size + 1){    /* 若pos越界则插入失败 */
        return 0;
    }
    if(L->size == L->maxSize){    /* 重新分配更大的存储空间 */
        againMalloc(L);
    }
    for(i = L->size - 1; i >= pos - 1; i--){
        L->list[i + 1] = L->list[i];
    }
    L->list[pos - 1] = x;
    L->size++;
    return 1;
}
/* 12.向有序线性表L中插入元素x,　使得插入后仍然有序*/
void insertOrderList(struct List *L, elemType x)
{
    int i, j;
    /* 若数组空间用完则重新分配更大的存储空间 */
    if(L->size == L->maxSize){
        againMalloc(L);
    }
    /* 顺序查找出x的插入位置 */
    for(i = 0; i < L->size; i++){
        if(x < L->list[i]){ 
            break;
        }
    }
    /* 从表尾到下标i元素依次后移一个位置， 把i的位置空出来 */
    for(j = L->size - 1; j >= i; j--)
        L->list[j+1] = L->list[j];
    /* 把x值赋给下标为i的元素 */    
    L->list[i] = x;
    /* 线性表长度增加1 */
    L->size++;
    return;
}

/* 13.从线性表L中删除表头元素并返回它，若删除失败则停止程序运行 */
elemType deleteFirstList(struct List *L)
{
    elemType temp;
    int i;
    if(L ->size == 0){
        printf("线性表为空，不能进行删除操作！ ");
        exit(1);
    }
    temp = L->list[0];
    for(i = 1; i < L->size; i++)
        L->list[i-1] = L->list[i];
    L->size--;
    return temp;
}

/* 14.从线性表L中删除表尾元素并返回它，若删除失败则停止程序运行 */
elemType deleteLastList(struct List *L)
{
    if(L ->size == 0){
        printf("线性表为空，不能进行删除操作！ ");
        exit(1);
    }
    L->size--;
    return L ->list[L->size];        /* 返回原来表尾元素的值 */
}
/* 15.从线性表L中删除第pos个元素并返回它，若删除失败则停止程序运行 */
elemType deletePosList(struct List *L, int pos)
{
    elemType temp;
    int i;
    if(pos < 1 || pos > L->size){        /* pos越界则删除失败 */
        printf("pos值越界，不能进行删除操作！ ");
        exit(1);
    }
    temp = L->list[pos-1];
    for(i = pos; i < L->size; i++)
        L->list[i-1] = L->list[i];
    L->size--;
    return temp;
}
/* 16.从线性表L中删除值为x的第一个元素，若成功返回1，失败返回0 */
int deleteValueList(struct List *L, elemType x)
{
    int i, j;
    /* 从线性表中顺序查找出值为x的第一个元素 */
    for(i = 0; i < L->size; i++){
        if(L->list[i] == x){    
            break;
        }
    }
    /* 若查找失败，表明不存在值为x的元素，返回0 */
    if(i == L->size){
        return 0;
    }
    /* 删除值为x的元素L->list[i] */
    for(j = i + 1; j < L->size; j++){
        L->list[j-1] = L->list[j];
    }
    L->size--;
    return 1;
}

/************************************************************************/

void main()
{
    int a[10] = {2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20};
    int i;
    struct List L;
    initList(&L, 5);
    for(i = 0; i < 10; i++){
        insertLastList(&L, a[i]);
    }
    insertPosList(&L, 11, 48);        insertPosList(&L, 1, 64);
    printf("%d ", getElem(&L, 1));
    traverseList(&L);
    printf("%d ", findList(&L, 10));
    updatePosList(&L, 3, 20);
    printf("%d ", getElem(&L, 3));
    traverseList(&L);
    deleteFirstList(&L);            deleteFirstList(&L);
    deleteLastList(&L);                deleteLastList(&L);
    deletePosList(&L, 5);            ;deletePosList(&L, 7);
    printf("%d ", sizeList(&L));
    printf("%d ", emptyList(&L));
    traverseList(&L);
    clearList(&L);
    return 0;
}