数据结构中的线性表课件,C语言

线性表是一种基本且常用的数据结构，它由n（n>=0）个相同类型的数据元素组成，形成一个有限序列。每个元素在序列中都有明确的前后关系：一个开始元素，一个结束元素，除开始元素外每个元素都有一个前驱，除结束元素外每个元素都有一个后继。线性表的表示形式通常写作(a1, a2, ..., an)，其中ai代表元素，1≤i≤n。 在实际应用中，线性表的例子包括字母表、一周的天数等。线性表支持多种基本操作，如初始化（Initiate）、获取表长（Length）、获取指定位置元素（Get）、确定元素位置（Location）、插入元素（Insert）、删除元素（Delete）、判断是否为空（Empty）以及清空表（Clear）。这些操作是线性表操作的基础，其他的复杂操作，如有序表的插入和删除、元素重排、查找和合并等，都是基于这些基本操作实现的。 线性表的存储结构主要有两种：顺序存储结构和链式存储结构。顺序存储结构，也称为向量存储，是通过内存中连续地址的存储单元来保存元素。在C语言中，通常使用一维数组来实现。每个元素的存储位置可以通过起始地址和元素在表中的位置计算得出，这使得顺序存储结构具有随机存取的特性。为了符合信息隐蔽和数据抽象原则，通常将数组和长度封装在一个结构体中。例如，可以定义一个结构体Sqlist，包含一个固定大小的静态一维数组elem和一个表示长度的变量length。 链式存储结构则不依赖元素在内存中的连续性，而是通过指针链接元素。线性表的链表存储结构分为单链表、循环链表和双向链表。单链表的每个节点包含数据元素和指向下一个节点的指针。循环链表是单链表的一种变体，最后一个节点的指针指向链表的开始。双向链表不仅包含指向下一个节点的指针，还包含指向前一个节点的指针，允许双向遍历。 在实际应用中，线性表的链式存储结构特别适合动态变化大的场景，因为插入和删除操作只需改变相邻节点的指针，而顺序存储结构在插入和删除时可能需要移动大量元素。而在空间利用率和访问效率方面，顺序存储结构通常优于链式存储结构。 线性表的算法实现举例通常会涉及如何高效地执行上述操作。例如，插入元素时，顺序存储结构需要检查数组是否有足够的空间，而链式存储结构只需找到合适的位置插入新节点。删除元素时，顺序存储结构可能需要将后续元素前移，链式存储结构只需修改指针。这些算法的实现细节和效率优化是数据结构课程中的重要内容。 总结来说，线性表是一种基础数据结构，它的定义、操作以及两种主要的存储结构——顺序存储和链式存储，是理解和掌握数据结构的基础。在实际编程中，选择合适的存储结构和优化算法能够极大地影响程序的性能和效率。