数据结构算法C语言实现（一）---2.3线性表的顺序表示和实现

　　注意：

　　虽然是用C语言实现，但是考虑到使用了一个C++的特性----引用以简化代码，所以所有的代码均以cpp作为后缀，用g++编译（以后不做说明）。

　　g++版本：

　　一.简述

　　本节主要讲述线性表的顺序实现，主要操作包括建表，插入元素，删除元素，查找元素，合并表等操作，根据书中伪代码编写了C语言，使用int类型进行了测试，需要注意的是查找元素时使用了函数指针，C语言初学者不易理解，可查阅相关书籍学习。

　　二.头文件

 1 //head.h
 2 /**
 3 My Code
 4 */
 5 #include <cstdio>
 6 #include <cstdlib>
 7 /**
 8 page 10
 9 */
10 #define TRUE 1
11 #define FALSE 0
12 #define OK 1
13 #define ERROR 0
14 #define INFEASIBLE -1//不可行的
15 #define OVERFLOW -2
16 //Status是函数的类型，其值是函数结果状态代码
17 typedef int Status;//注意分号不能少

　　三.CPP文件

//2_2.cpp
/**
author:zhaoyu
email:[email protected]
date:2016-6-4
note:realize my textbook <<数据结构（C语言版）>>
*/

#include "head.h"
//----线性表的动态分配顺序存储结构----
#define LIST_INIT_SIZE 100//线性表存储空间的初始分配量
#define LISTINCREMENT 10//线性表存储空间的分配增量
/**
My Code
to make the paragram run correctlly
*/
#define ElemType int

typedef struct {
    ElemType *elem;//存储空间基址
    int length;//当前长度
    int listsize;//当前分配的存容量（以sizeof(ElemType)位单位）
}SqList;
int compare(ElemType a, ElemType b)
{
    return a==b?1:0;
}
/**
algorithm 2.3
page 23
*/
Status InitList_Sq(SqList &L)
{
    //构造一个空的线性表
    L.elem = (ElemType *)malloc(LIST_INIT_SIZE * sizeof(ElemType));
    if (!L.elem)
    {
        exit(OVERFLOW);
    }
    L.length = 0;
    L.listsize = LIST_INIT_SIZE;
    return OK;
}//InitList_Sq

/**
algorithm 2.4
*/
Status ListInsert_Sq(SqList &L, int i, ElemType e)
{
    //在顺序线性表L中第i个位置之前插入新的元素e
    //i的合法为[1, ListLength_Sq(L)+1]
    if (i < 1 || i > L.length + 1)
    {
        return ERROR;//i值不合法
    }
    if (L.length >= L.listsize)
    {//当前存储空间已满，增加分配
        ElemType *newbase = (ElemType *)realloc(L.elem, (L.listsize + LISTINCREMENT)*sizeof(ElemType));
        if (!newbase)
        {
            exit(OVERFLOW);//存储分配失败
        }
        L.elem = newbase;//新基址
        L.listsize += LISTINCREMENT;//增加存储容量
    }
    ElemType *q = &(L.elem[i-1]);//q为插入位置
    for (ElemType *p = &L.elem[L.length-1]; p >= q; p--)
    {
        *(p+1) = *p;//插入位置及之后的元素右移
    }
    *q = e;
    ++L.length;
    return OK;
}//ListInsert_Sq
/**
algorithm 2.5
*/
Status ListDelete_Sq(SqList &L, int i, ElemType &e)
{
    //在顺序线性表中删除第i个元素，并用e返回其值
    //i的合法值为[1, ListLength_Sq(L)]
    if ((i < 1) || (i > L.length))
    {
        return ERROR;//i为不合法值
    }
    ElemType *p = &(L.elem[i-1]);//p为被删除元素的位置
    e = *p;//被删除的元素赋值给e
    ElemType *q = L.elem + L.length - 1;//表位元素的位置
    for (++p; p <= q; ++p)
    {
        *(p-1) = *p;//被删除元素之后的元素左移
    }
    --L.length;//表长减 1
    return OK;
}//ListDelete_Sq
/**
algorithm 2.6
*/
int LocateElem_Sq(SqList L, ElemType e, Status(* compare)(ElemType, ElemType))
{
    //在顺序线性表L中查找第1个值与e满足compare()的元素位序
    //若找到返回其在L中的位序，否则返回0
    int i = 1;//i的初值为第一个元素的位序
    ElemType *p = L.elem;//p为第一个元素的存储位置
    while (i <= L.length && !(*compare)(*p++, e))
    {
        ++i;
    }
    if (i <= L.length)
    {
        return i;
    }
    else
    {
        return 0;
    }
}//LocateElem_Sq
/**
algorithm 2.7
*/
void MergeList_Sq(SqList La, SqList Lb, SqList &Lc)
{
    //已知顺序线性表La和Lb的元素按值非递减排列
    //归并La和Lb得到新的顺序线性表Lc,Lc的元素也按值非递减排列
    ElemType *pa = La.elem;
    ElemType *pb = Lb.elem;
    Lc.listsize = Lc.length = La.length + Lb.length;
    ElemType *pc = Lc.elem = (ElemType *)malloc(Lc.listsize*sizeof(ElemType));
    if (!Lc.elem)
    {
        exit(OVERFLOW);
    }
    ElemType *pa_last = La.elem + La.length - 1;
    ElemType *pb_last = Lb.elem + Lb.length - 1;
    while (pa <= pa_last && pb <= pb_last)
    {
        if (*pa <= *pb)
        {
            *pc++ = *pa++;
        }
        else
        {
            *pc++ = *pb++;
        }
    }
    while (pa <= pa_last)
    {
        *pc++ = *pa++;
    }
    while (pb <= pb_last)
    {
        *pc++ = *pb++;
    }
}//MergeList_Sq
/**
My code
*/
void PrintList(SqList L)
{
    for (int i = 1; i <= L.length; i++)
    {
        printf("%d\t", L.elem[i-1]);
    }
    printf("\n");
}
/**
My Test
*/
int main(int argc, char const *argv[])
{
    SqList La, Lb, Lc;
    InitList_Sq(La);
    InitList_Sq(Lb);
    InitList_Sq(Lc);
    //创建一个1 2 3 4的线性表
    ListInsert_Sq(La, 1, 10);
    ListInsert_Sq(La, 2, 20);
    ListInsert_Sq(La, 3, 30);
    ListInsert_Sq(La, 4, 50);
    PrintList(La);
    //在位序4（即值为5的位置）插 4
    ListInsert_Sq(La, 4, 40);
    PrintList(La);
    //创建线性表Lb;10, 20, 5, 30
    ListInsert_Sq(Lb, 1, 15);
    ListInsert_Sq(Lb, 2, 25);
    ListInsert_Sq(Lb, 3, 5);
    ListInsert_Sq(Lb, 4, 35);
    PrintList(Lb);
    int temp;
    //删除位置3的元素，并返回给 temp
    ListDelete_Sq(Lb, 3, temp);
    PrintList(Lb);
    printf("%d\n", temp);
    //查找 30 在 Lb 的位置
    printf("%d\n", LocateElem_Sq(Lb, 30, compare));
    printf("%d\n", LocateElem_Sq(Lb, 35, compare));
    //合并La， Lb 到 Lc，注意前提是有序的
    MergeList_Sq(La, Lb, Lc);
    PrintList(Lc);
    return 0;
}

　　四.测试