数据结构线性表之顺序表的基本操作(C语言实现)(完美版)

//参考书是人民邮电出版社的数据结构(C语言版-第2版);

//由于书上伪代码不能直接编译运行;

//故博主使用自己学过C Primer Plus中的知识来实现代码;

//本程序是可移植性程序;

//能在Linux/Mac os/Windows下编译运行;

//若有不足之处请提出，博主会尽所能修改;

//若是对您有用的话请点赞或分享提供给它人;

//未经允许严禁抄袭以及转载;

//源代码奉上,希望能够对您有所启发;

//ArrayList.c

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <stdbool.h>
#define MAXSIZE 100

typedef int ElemType; //本程序使用的数据元素类型是最简单的整型元素;

typedef struct ARRAY
{
    ElemType *elem; //顺序表的首地址;
    int length;     //顺序表的总长度;
} ArrayList;

//1) 构造一个空的顺序表;
void Init_List(ArrayList *parr);
//2) 若顺序表已存在且非空表则销毁整个顺序表;
bool Destroy_List(ArrayList *parr);
//3) 若顺序表已存在且非空表则将其重置为空表;
bool Clear_List(ArrayList *parr);
//4) 若顺序表已存在则判断是否为空表;
bool List_Empty(ArrayList *parr);
//5) 若顺序表已存在则直接获取数据元素个数;
int List_Length(ArrayList *parr);
//6) 若顺序表已存在且非空表,位置满足1<=pos<=length,则用*val存取并返回第i个数据元素的值;
bool Get_Elem(ArrayList *parr, int pos, ElemType *val);
//7) 若顺序表已存在则返回第一个与val值相同的元素在表中的位置,若无相同元素则返回0;
int Locate_Elem(ArrayList *parr, ElemType val);
//8) 若顺序表已存在且非空表, val是表中数据元素且不是第一个则用*pre返回其前驱,若val在表中不存在则操作失败;
bool Prior_Elem(ArrayList *parr, ElemType val, ElemType *pre);
//9) 若顺序表已存在且非空表, val是表中数据元素且不是最后一个则用*next返回其后继,若val在表中不存在则操作失败;
bool Next_Elem(ArrayList *parr, ElemType val, ElemType *next);
//10) 若顺序表已存在且1<=pos=length+1则在第i个位置前插入新元素val,长度加1;
bool List_Insert(ArrayList *parr, int pos, ElemType val);
//11) 若顺序表已存在且非空表,位置满足1<=pos<=length则删除第i个数据元素,长度减1;
bool List_Delete(ArrayList *parr, int pos);
//12) 若顺序表已存在且非空表则遍历其中所有数据元素;
void Traverse_List(ArrayList *parr);
//13) 若顺序表已存在且非空表则使用选择排序来排序其中所有数据元素;
bool sort_array(ArrayList *parr);
//14) 显示主菜单;
int show_menu(void);
//15) 获取用户输入的第1个字符;
int get_first(void);
//16) 清空输入缓冲区;
void eatline(void);
//17) 获取用户输入的数据元素;
ElemType input(ElemType *ch);
//18) 获取用户输入的操作位置;
int input_pos(int *tp);
//19) 操作顺序表中的数据元素;
void choice(int ch, ArrayList *parr);
//前12个操作是书上的线性表的顺序实现,后面的操作是博主CLOVER~X的补充;

int main(void)
{
    int ch;
    ArrayList arr;

    Init_List(&arr);
    while ((ch = show_menu()) != 'q')
    {
        choice(ch, &arr);
    }
    free(arr.elem); //输入q时释放已分配的存储空间;
    puts("本程序完成!");

    return 0;
}

void Init_List(ArrayList *parr)
{
    parr->elem = (ElemType *)malloc(MAXSIZE * sizeof(ElemType));
    if (NULL == parr->elem)
    {
        fprintf(stderr, "动态内存分配失败!本程序退出!\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    parr->length = 0;
    return;
}

bool Destroy_List(ArrayList *parr)
{
    if (parr->elem != NULL)
    {
        free(parr->elem);
        return true;
    }
    return false;
}

bool Clear_List(ArrayList *parr)
{
    if (!List_Empty(parr))
    {
        parr->length = 0;
        return true;
    }
    return false;
}

bool List_Empty(ArrayList *parr)
{
    return 0 == parr->length ? true : false;
}

int List_Length(ArrayList *parr)
{
    return parr->length;
}

bool Get_Elem(ArrayList *parr, int pos, ElemType *val)
{
    if (List_Empty(parr))
    {
        printf("此顺序表为空表!无法获取数据!\n");
        return false;
    }
    if ((pos < 1) || (pos > parr->length))
    {
        printf("您输入的位置有误!获取数据失败!\n");
        return false;
    }
    *val = parr->elem[pos - 1];
    return true;
}

int Locate_Elem(ArrayList *parr, ElemType val)
{
    int i;

    if (List_Empty(parr))
    {
        printf("此顺序表为空表!查找失败!\n");
        return 0;
    }
    for (i = 0; i < parr->length; i++)
    {
        if (parr->elem[i] == val)
        {
            return i + 1;
        }
    }
    return 0;
}

bool Prior_Elem(ArrayList *parr, ElemType val, ElemType *pre)
{
    int i;

    if (List_Empty(parr))
    {
        printf("此顺序表为空表!无法查找前驱元素!\n");
        return false;
    }
    for (i = 0; i < parr->length; i++)
    {
        if (val == parr->elem[i])
        {
            break;
        }
    }
    if (0 == i)
    {
        printf("%d是顺序表第一个数据元素!无前驱元素!\n");
        return false;
    }
    if (parr->length == i)
    {
        printf("数据元素%d不在此顺序表中!\n", val);
        return false;
    }
    *pre = parr->elem[i - 1];
    return true;
}

bool Next_Elem(ArrayList *parr, ElemType val, ElemType *next)
{
    int i;

    if (List_Empty(parr))
    {
        printf("此顺序表为空表!无法查找后继元素!\n");
        return false;
    }
    for (i = 0; i < parr->length; i++)
    {
        if (val == parr->elem[i])
        {
            break;
        }
    }
    if (parr->length - 1 == i)
    {
        printf("%d是顺序表最后一个数据元素!无后继元素!\n", val);
        return false;
    }
    if (parr->length == i)
    {
        printf("数据元素%d不在此顺序表中!\n", val);
        return false;
    }
    *next = parr->elem[i + 1];
    return true;
}

bool List_Insert(ArrayList *parr, int pos, ElemType val)
{
    int i;

    if (MAXSIZE == parr->length)
    {
        printf("此顺序表存储空间不足!插入失败!\n");
        return false;
    }
    if ((pos < 1) || (pos > parr->length + 1))
    {
        printf("您输入的位置不合理!插入失败!\n");
        return false;
    }
    for (i = parr->length - 1; i >= pos - 1; i--)
    {
        parr->elem[i + 1] = parr->elem[i];
    }
    parr->elem[pos - 1] = val;
    ++parr->length;
    return true;
}

bool List_Delete(ArrayList *parr, int pos)
{
    int i;

    if (List_Empty(parr))
    {
        printf("此顺序表为空表!删除失败!\n");
        return false;
    }
    if ((pos < 1) || (pos > parr->length))
    {
        printf("您输入的位置不合理!删除失败!\n");
        return false;
    }
    for (i = pos; i < parr->length; i++)
    {
        parr->elem[i - 1] = parr->elem[i];
    }
    --parr->length;
    return true;
}

void Traverse_List(ArrayList *parr)
{
    int i;

    if (List_Empty(parr))
    {
        printf("此顺序表为空表!无法进行遍历!\n");
        return;
    }
    else
    {
        printf("此顺序表中%d个数据元素是:\n", parr->length);
        for (i = 0; i < parr->length; i++)
        {
            printf("%-8d", parr->elem[i]);
            if (0 == (i + 1) % 10)
            {
                putchar('\n');
            }
        }
    }
    return;
}

bool sort_array(ArrayList *parr)
{
    int i, j;
    ElemType t;

    if (List_Empty(parr))
    {
        printf("此顺序表为空表!无法排序!\n");
        return false;
    }
    for (i = 0; i < parr->length - 1; i++)
    {
        for (j = i + 1; j < parr->length; j++)
        {
            if (parr->elem[i] > parr->elem[j])
            {
                t = parr->elem[i];
                parr->elem[i] = parr->elem[j];
                parr->elem[j] = t;
            }
        }
    }
    return true;
}

int show_menu(void)
{
    int ch;

    puts("========================================");
    puts("a) 销毁顺序表");
    puts("b) 清空顺序表");
    puts("c) 判断顺序表是否为空");
    puts("d) 查看顺序表长度");
    puts("e) 获取顺序表中的指定位置的数据");
    puts("f) 查找用户输入的数据在此顺序表中是否存在");
    puts("g) 查看顺序表中指定位置的前驱元素");
    puts("h) 查看顺序表中指定位置的后继元素");
    puts("i) 在指定位置插入新的数据元素");
    puts("j) 删除指定位置的数据元素");
    puts("k) 对当前顺序表进行遍历");
    puts("m) 对当前线性表进行排序(选择排序)");
    puts("q) 退出本程序");
    puts("========================================");
    printf("请您输入选择:");
    ch = get_first();
    while (strchr("abcdefghijkmq", ch) == NULL)
    {
        printf("您的输入无效!请重新输入:");
        ch = get_first();
    }
    return ch;
}

int get_first(void)
{
    int ch;

    do
    {
        ch = tolower(getchar());
    } while (isspace(ch));
    eatline();

    return ch;
}

void eatline(void)
{
    while (getchar() != '\n')
        continue;
    return;
}

ElemType input(ElemType *ch)
{
    printf("请您输入一个数据元素:");
    while (scanf("%d", ch) != 1)
    {
        eatline();
        printf("数据无效!请重新输入:");
    }
    eatline();
    return *ch;
}

int input_pos(int *tp)
{
    printf("请您输入一个需要操作的位置:");
    while (scanf("%d", tp) != 1)
    {
        eatline();
        printf("数据无效!请重新输入:");
    }
    eatline();
    return *tp;
}

void choice(int ch, ArrayList *parr)
{
    int pos;
    ElemType val, pre, next;

    switch (ch)
    {
    case 'a':
    {
        if (Destroy_List(parr))
        {
            printf("销毁顺序表成功!退出本程序!\n");
            exit(EXIT_SUCCESS);
        }
        else
        {
            printf("顺序表是空表!无法销毁!\n");
        }
        break;
    }
    case 'b':
    {
        if (Clear_List(parr))
        {
            printf("清空顺序表成功!\n");
        }
        else
        {
            printf("顺序表是空表!无法清空!\n");
        }
        break;
    }
    case 'c':
    {
        if (List_Empty(parr))
        {
            printf("顺序表是空表!\n");
        }
        else
        {
            printf("顺序表不是空表!\n");
        }
        break;
    }
    case 'd':
    {
        printf("顺序表中元素个数:%d个\n", List_Length(parr));
        break;
    }
    case 'e':
    {
        if (Get_Elem(parr, input_pos(&pos), &val))
        {
            printf("顺序表中第%d个数据元素是%d\n", pos, val);
        }
        break;
    }
    case 'f':
    {
        pos = Locate_Elem(parr, input(&val));
        if (pos != 0)
        {
            printf("%d是顺序表中是第%d个数据元素", val, pos);
        }
        else
        {
            printf("数据元素%d不在此顺序表中!\n", val);
        }
        break;
    }
    case 'g':
    {
        if (Prior_Elem(parr, input(&val), &pre))
        {
            printf("第%d个数据元素的前驱元素是%d\n", val, pre);
        }
        break;
    }
    case 'h':
    {
        if (Next_Elem(parr, input(&val), &next))
        {
            printf("第%d个数据元素的后继元素是%d\n", val, next);
        }
        break;
    }
    case 'i':
    {
        if (List_Insert(parr, input_pos(&pos), input(&val)))
        {
            printf("在第%d个位置插入数据元素%d成功!\n", pos, val);
        }
        break;
    }
    case 'j':
    {
        if (List_Delete(parr, input_pos(&pos)))
        {
            printf("删除第%d个数据元素成功!\n", pos);
        }
        break;
    }
    case 'k':
    {
        Traverse_List(parr);
        break;
    }
    case 'm':
    {
        if (sort_array(parr))
        {
            printf("顺序表排序成功!\n");
        }
        break;
    }
    }
    printf("\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n");
    return;
}

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//----------------------------2020年5月4日 -------------------------------