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顺序表部分

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Didnelpsun
2021-04-16 23:47:01 +08:00
parent 05727a0c5f
commit 0af20ca0bf
9 changed files with 514 additions and 1 deletions

4
.gitignore vendored
View File

@@ -1 +1,3 @@
*.pdf
*.pdf
/Code/.vs/
/Code/x64/

31
Code/Code.sln Normal file
View File

@@ -0,0 +1,31 @@
Microsoft Visual Studio Solution File, Format Version 12.00
# Visual Studio Version 16
VisualStudioVersion = 16.0.31205.134
MinimumVisualStudioVersion = 10.0.40219.1
Project("{8BC9CEB8-8B4A-11D0-8D11-00A0C91BC942}") = "Code", "Code.vcxproj", "{82E38FA5-0EDC-487C-9E6F-8BFCE2D77216}"
EndProject
Global
GlobalSection(SolutionConfigurationPlatforms) = preSolution
Debug|x64 = Debug|x64
Debug|x86 = Debug|x86
Release|x64 = Release|x64
Release|x86 = Release|x86
EndGlobalSection
GlobalSection(ProjectConfigurationPlatforms) = postSolution
{82E38FA5-0EDC-487C-9E6F-8BFCE2D77216}.Debug|x64.ActiveCfg = Debug|x64
{82E38FA5-0EDC-487C-9E6F-8BFCE2D77216}.Debug|x64.Build.0 = Debug|x64
{82E38FA5-0EDC-487C-9E6F-8BFCE2D77216}.Debug|x86.ActiveCfg = Debug|Win32
{82E38FA5-0EDC-487C-9E6F-8BFCE2D77216}.Debug|x86.Build.0 = Debug|Win32
{82E38FA5-0EDC-487C-9E6F-8BFCE2D77216}.Release|x64.ActiveCfg = Release|x64
{82E38FA5-0EDC-487C-9E6F-8BFCE2D77216}.Release|x64.Build.0 = Release|x64
{82E38FA5-0EDC-487C-9E6F-8BFCE2D77216}.Release|x86.ActiveCfg = Release|Win32
{82E38FA5-0EDC-487C-9E6F-8BFCE2D77216}.Release|x86.Build.0 = Release|Win32
EndGlobalSection
GlobalSection(SolutionProperties) = preSolution
HideSolutionNode = FALSE
EndGlobalSection
GlobalSection(ExtensibilityGlobals) = postSolution
SolutionGuid = {5CDFB3EB-662D-456D-B96A-FC26C765E06A}
EndGlobalSection
EndGlobal

148
Code/Code.vcxproj Normal file
View File

@@ -0,0 +1,148 @@
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<Project DefaultTargets="Build" xmlns="http://schemas.microsoft.com/developer/msbuild/2003">
<ItemGroup Label="ProjectConfigurations">
<ProjectConfiguration Include="Debug|Win32">
<Configuration>Debug</Configuration>
<Platform>Win32</Platform>
</ProjectConfiguration>
<ProjectConfiguration Include="Release|Win32">
<Configuration>Release</Configuration>
<Platform>Win32</Platform>
</ProjectConfiguration>
<ProjectConfiguration Include="Debug|x64">
<Configuration>Debug</Configuration>
<Platform>x64</Platform>
</ProjectConfiguration>
<ProjectConfiguration Include="Release|x64">
<Configuration>Release</Configuration>
<Platform>x64</Platform>
</ProjectConfiguration>
</ItemGroup>
<PropertyGroup Label="Globals">
<VCProjectVersion>16.0</VCProjectVersion>
<Keyword>Win32Proj</Keyword>
<ProjectGuid>{82e38fa5-0edc-487c-9e6f-8bfce2d77216}</ProjectGuid>
<RootNamespace>Code</RootNamespace>
<WindowsTargetPlatformVersion>10.0</WindowsTargetPlatformVersion>
</PropertyGroup>
<Import Project="$(VCTargetsPath)\Microsoft.Cpp.Default.props" />
<PropertyGroup Condition="'$(Configuration)|$(Platform)'=='Debug|Win32'" Label="Configuration">
<ConfigurationType>Application</ConfigurationType>
<UseDebugLibraries>true</UseDebugLibraries>
<PlatformToolset>v142</PlatformToolset>
<CharacterSet>Unicode</CharacterSet>
</PropertyGroup>
<PropertyGroup Condition="'$(Configuration)|$(Platform)'=='Release|Win32'" Label="Configuration">
<ConfigurationType>Application</ConfigurationType>
<UseDebugLibraries>false</UseDebugLibraries>
<PlatformToolset>v142</PlatformToolset>
<WholeProgramOptimization>true</WholeProgramOptimization>
<CharacterSet>Unicode</CharacterSet>
</PropertyGroup>
<PropertyGroup Condition="'$(Configuration)|$(Platform)'=='Debug|x64'" Label="Configuration">
<ConfigurationType>Application</ConfigurationType>
<UseDebugLibraries>true</UseDebugLibraries>
<PlatformToolset>v142</PlatformToolset>
<CharacterSet>Unicode</CharacterSet>
</PropertyGroup>
<PropertyGroup Condition="'$(Configuration)|$(Platform)'=='Release|x64'" Label="Configuration">
<ConfigurationType>Application</ConfigurationType>
<UseDebugLibraries>false</UseDebugLibraries>
<PlatformToolset>v142</PlatformToolset>
<WholeProgramOptimization>true</WholeProgramOptimization>
<CharacterSet>Unicode</CharacterSet>
</PropertyGroup>
<Import Project="$(VCTargetsPath)\Microsoft.Cpp.props" />
<ImportGroup Label="ExtensionSettings">
</ImportGroup>
<ImportGroup Label="Shared">
</ImportGroup>
<ImportGroup Label="PropertySheets" Condition="'$(Configuration)|$(Platform)'=='Debug|Win32'">
<Import Project="$(UserRootDir)\Microsoft.Cpp.$(Platform).user.props" Condition="exists('$(UserRootDir)\Microsoft.Cpp.$(Platform).user.props')" Label="LocalAppDataPlatform" />
</ImportGroup>
<ImportGroup Label="PropertySheets" Condition="'$(Configuration)|$(Platform)'=='Release|Win32'">
<Import Project="$(UserRootDir)\Microsoft.Cpp.$(Platform).user.props" Condition="exists('$(UserRootDir)\Microsoft.Cpp.$(Platform).user.props')" Label="LocalAppDataPlatform" />
</ImportGroup>
<ImportGroup Label="PropertySheets" Condition="'$(Configuration)|$(Platform)'=='Debug|x64'">
<Import Project="$(UserRootDir)\Microsoft.Cpp.$(Platform).user.props" Condition="exists('$(UserRootDir)\Microsoft.Cpp.$(Platform).user.props')" Label="LocalAppDataPlatform" />
</ImportGroup>
<ImportGroup Label="PropertySheets" Condition="'$(Configuration)|$(Platform)'=='Release|x64'">
<Import Project="$(UserRootDir)\Microsoft.Cpp.$(Platform).user.props" Condition="exists('$(UserRootDir)\Microsoft.Cpp.$(Platform).user.props')" Label="LocalAppDataPlatform" />
</ImportGroup>
<PropertyGroup Label="UserMacros" />
<PropertyGroup Condition="'$(Configuration)|$(Platform)'=='Debug|Win32'">
<LinkIncremental>true</LinkIncremental>
</PropertyGroup>
<PropertyGroup Condition="'$(Configuration)|$(Platform)'=='Release|Win32'">
<LinkIncremental>false</LinkIncremental>
</PropertyGroup>
<PropertyGroup Condition="'$(Configuration)|$(Platform)'=='Debug|x64'">
<LinkIncremental>true</LinkIncremental>
</PropertyGroup>
<PropertyGroup Condition="'$(Configuration)|$(Platform)'=='Release|x64'">
<LinkIncremental>false</LinkIncremental>
</PropertyGroup>
<ItemDefinitionGroup Condition="'$(Configuration)|$(Platform)'=='Debug|Win32'">
<ClCompile>
<WarningLevel>Level3</WarningLevel>
<SDLCheck>true</SDLCheck>
<PreprocessorDefinitions>WIN32;_DEBUG;_CONSOLE;%(PreprocessorDefinitions)</PreprocessorDefinitions>
<ConformanceMode>true</ConformanceMode>
</ClCompile>
<Link>
<SubSystem>Console</SubSystem>
<GenerateDebugInformation>true</GenerateDebugInformation>
</Link>
</ItemDefinitionGroup>
<ItemDefinitionGroup Condition="'$(Configuration)|$(Platform)'=='Release|Win32'">
<ClCompile>
<WarningLevel>Level3</WarningLevel>
<FunctionLevelLinking>true</FunctionLevelLinking>
<IntrinsicFunctions>true</IntrinsicFunctions>
<SDLCheck>true</SDLCheck>
<PreprocessorDefinitions>WIN32;NDEBUG;_CONSOLE;%(PreprocessorDefinitions)</PreprocessorDefinitions>
<ConformanceMode>true</ConformanceMode>
</ClCompile>
<Link>
<SubSystem>Console</SubSystem>
<EnableCOMDATFolding>true</EnableCOMDATFolding>
<OptimizeReferences>true</OptimizeReferences>
<GenerateDebugInformation>true</GenerateDebugInformation>
</Link>
</ItemDefinitionGroup>
<ItemDefinitionGroup Condition="'$(Configuration)|$(Platform)'=='Debug|x64'">
<ClCompile>
<WarningLevel>Level3</WarningLevel>
<SDLCheck>true</SDLCheck>
<PreprocessorDefinitions>_DEBUG;_CONSOLE;%(PreprocessorDefinitions)</PreprocessorDefinitions>
<ConformanceMode>true</ConformanceMode>
</ClCompile>
<Link>
<SubSystem>Console</SubSystem>
<GenerateDebugInformation>true</GenerateDebugInformation>
</Link>
</ItemDefinitionGroup>
<ItemDefinitionGroup Condition="'$(Configuration)|$(Platform)'=='Release|x64'">
<ClCompile>
<WarningLevel>Level3</WarningLevel>
<FunctionLevelLinking>true</FunctionLevelLinking>
<IntrinsicFunctions>true</IntrinsicFunctions>
<SDLCheck>true</SDLCheck>
<PreprocessorDefinitions>NDEBUG;_CONSOLE;%(PreprocessorDefinitions)</PreprocessorDefinitions>
<ConformanceMode>true</ConformanceMode>
</ClCompile>
<Link>
<SubSystem>Console</SubSystem>
<EnableCOMDATFolding>true</EnableCOMDATFolding>
<OptimizeReferences>true</OptimizeReferences>
<GenerateDebugInformation>true</GenerateDebugInformation>
</Link>
</ItemDefinitionGroup>
<ItemGroup>
<ClCompile Include="head.h" />
<ClCompile Include="linear_list.c" />
</ItemGroup>
<Import Project="$(VCTargetsPath)\Microsoft.Cpp.targets" />
<ImportGroup Label="ExtensionTargets">
</ImportGroup>
</Project>

25
Code/Code.vcxproj.filters Normal file
View File

@@ -0,0 +1,25 @@
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<Project ToolsVersion="4.0" xmlns="http://schemas.microsoft.com/developer/msbuild/2003">
<ItemGroup>
<Filter Include="源文件">
<UniqueIdentifier>{4FC737F1-C7A5-4376-A066-2A32D752A2FF}</UniqueIdentifier>
<Extensions>cpp;c;cc;cxx;c++;cppm;ixx;def;odl;idl;hpj;bat;asm;asmx</Extensions>
</Filter>
<Filter Include="头文件">
<UniqueIdentifier>{93995380-89BD-4b04-88EB-625FBE52EBFB}</UniqueIdentifier>
<Extensions>h;hh;hpp;hxx;h++;hm;inl;inc;ipp;xsd</Extensions>
</Filter>
<Filter Include="资源文件">
<UniqueIdentifier>{67DA6AB6-F800-4c08-8B7A-83BB121AAD01}</UniqueIdentifier>
<Extensions>rc;ico;cur;bmp;dlg;rc2;rct;bin;rgs;gif;jpg;jpeg;jpe;resx;tiff;tif;png;wav;mfcribbon-ms</Extensions>
</Filter>
</ItemGroup>
<ItemGroup>
<ClCompile Include="linear_list.c">
<Filter>源文件</Filter>
</ClCompile>
<ClCompile Include="head.h">
<Filter>头文件</Filter>
</ClCompile>
</ItemGroup>
</Project>

4
Code/Code.vcxproj.user Normal file
View File

@@ -0,0 +1,4 @@
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<Project ToolsVersion="Current" xmlns="http://schemas.microsoft.com/developer/msbuild/2003">
<PropertyGroup />
</Project>

3
Code/head.h Normal file
View File

@@ -0,0 +1,3 @@
// 初始化最大长度
#define MAXSIZE 25
typedef int element_type;

76
Code/linear_list.c Normal file
View File

@@ -0,0 +1,76 @@
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "head.h"
// 静态顺序表
typedef struct {
element_type data[MAXSIZE];
int length;
} StaticSequenceList;
// 动态顺序表
typedef struct {
element_type *data;
// 已分配的最大容量
int max_size;
int length;
} DynamicSequenceList;
// 初始化静态顺序表
void InitStaticSequenceList(StaticSequenceList* list) {
// 初初始化静态顺序表长度为0
list->length = 0;
}
// 初始化动态顺序表
void InitDynamicSequenceList(DynamicSequenceList* list) {
// 初初始化动态顺序表长度为0
list->length = 0;
// 申请一片连续的存储空间
list->data = (element_type*)malloc(MAXSIZE * sizeof(element_type));
list->max_size = MAXSIZE;
}
// 分配其他地址增长动态顺序表的数据空间长度
void OtherIncreaseDynamicSequenceList(DynamicSequenceList* list, int len) {
// 申请一片连续的存储空间
int new_length = list->max_size + len;
element_type* space = (element_type*)realloc(list->data, new_length);
if (space != NULL) {
list->data = space;
list->max_size += len;
}
else {
list->max_size = 0;
list->length = 0;
printf("分配空间失败!");
}
}
// 重新分配地址增长动态顺序表的数据空间长度
void ReIncreaseDynamicSequenceList(DynamicSequenceList* list, int len) {
// 申请一片连续的存储空间
int new_length = list->max_size + len;
element_type* space = (element_type*)realloc(list->data, new_length);
if (space != NULL) {
list->data = space;
list->max_size += len;
}
else {
list->max_size = 0;
list->length = 0;
printf("分配空间失败!");
}
}
int main()
{
/*StaticSequenceList static_list;
InitStaticSequenceList(&static_list);*/
DynamicSequenceList dynamic_list;
InitDynamicSequenceList(&dynamic_list);
printf("%d\n", dynamic_list.max_size);
ReIncreaseDynamicSequenceList(&dynamic_list, 25);
printf("%d\n", dynamic_list.max_size);
return 0;
}

View File

@@ -1,2 +1,115 @@
# 绪论
## 基本概念
+ 数据项:一个数据元素由若干个数据项组成。
+ 数据元素:组成数据对象的基本单元。
+ 数据对象:性质相同的数据元素的集合。
### 数据类型与抽象数据类型
数据类型是一个值的集合和定义在此集合上的一组操作的总称。
+ 原子类型:其值不可再分的数据类型。
+ 结构类型:其值可以再分解为若干成分(分量)的数据类型。
抽象数据类型ADT用数学化的语言定义数据的逻辑结构、定义运算。与具体的实现无关。
## 数据结构三要素
+ 逻辑结构:元素之间的逻辑关系:线性结构、非线性结构 || 集合、线性结构、树结构、网状结构。
+ 存储结构:数据在计算机中的表示(映像),也称物理结构:顺序存储结构(顺序表)、链式存储结构(链表)、索引存储(索引表)、散列存储(散列表、哈希表)。
+ 数据运算:运算的定义是针对逻辑结构的,指出运算的功能;运算的实现是针对存储结构的,指出运算的具体操作步骤。
## 算法
程序=数据结构+算法。算法为了处理信息。
### 算法的特性
+ 有穷性。
+ 确定性。
+ 可行性。
+ 输入。
+ 输出。
### 好算法的特点
+ 正确性。
+ 可读性。
+ 健壮性。
+ 高效率与低储量需求。
### 效率度量
#### 时间复杂度
时间开销$T(n)$与问题规模$n$的关系。
当n规模够大时可以只考虑阶数高的部分。即$T(n)=O(T(n))$。
+ $T(n)=f(n)+g(n)=O(f(n))+O(g(n))=O(\max(f(n),g(n)))$。多项相加只保留最高阶的项系数为1。
+ $T(n)=f(n)×g(n)=O(f(n))×O(g(n))=O(\max(f(n)×g(n)))$。多项相乘就都保留。
+ $O(1)<O(\log_2n)<O(n)<O(n\log_2n)<O(n^2)<O(n^3)<O(2^n)<O(n!)<O(n^n)$。
如$T(n)=n^3+n^2\log_2n=O(n^3)+O(n^2\log_2n)=O(n^3)$。
+ 顺序执行的代码只会影响常数项,可以忽略。
+ 循环就代表一个n并列的循环不会叠加复杂度只有嵌套的循环才会嵌套的循环深度就是复杂度的幂数具体的情况需要看循环内代码的逻辑分析。
```c
void loop(int n){
int i = 1;
while(i<=n){
i=i*1;
}
}
```
这个代码的时间复杂度就是$O(\log_2n)$。
```c
// 假定数组中乱序存储1到n的整数
int array[n]={...};
void check(int array[], int n){
for(int i=0; i<n; i++){
if(array[i]==n){
printf("%d", i);
break;
}
}
}
check(array, n);
```
这个代码的执行时间依托于输入数据:
+ 最好情况:元素$n$在第一个位置,$T(n)=O(1)$。
+ 最坏情况:元素$n$在最后一个位置,$T(n)=O(n)$。
+ 平均情况:$n$在任意一个位置概率相同,$T(n)=T((1+n)/2)=O(n)$。
在实际考虑时只会考虑最坏情况和平均情况。
#### 空间复杂度
存储空间S(n)与问题规模n的关系。
算法原地工作是指算法所需的内存空间为常数级。
当n规模够大时可以只考虑阶数高的部分。即$S(n)=O(S(n))$。
空间复杂度主要看程序所需要的变量所要的空间,一阶数组就是$n$,二阶就是$n$的二次方。
同时函数递归调用也会带来内存开销。当每一次递归调用的空间相等时,空间复杂度=递归调用的深度。
```c
void check(int n){
int array[n];
if(n > 1) {
check(n-1)
}
}
check(n);
```
此时每一次的递归会使变量空间减去1所以$S(n)=S((1+n)n/2)=O(n^2)$。

View File

@@ -0,0 +1,111 @@
# 线性表
## 基本概念
### 逻辑结构
是具有相同数据类型的n个数据元素的有限序列。n表示表长。
$L=(a_1,a_2,\cdots,a_i,\cdots,a_n)$,其中$i$表示元素在线性表中的位序,从一开始。
+ 存在惟一的第一个元素。
+ 存在惟一的最后一个元素。
+ 除第一个元素之外,每个元素均只有一个直接前驱。
+ 除最后一个元素之外,每个元素均只有一个直接后继。
### 物理结构
+ 顺序存储结构:顺序表。
+ 链式存储结构:链表。
## 顺序表
把逻辑上相邻的元素存储在物理位置上也相邻的存储单元中,元素之间的关系由存储单元的邻接关系来实现。
### 定义
使用C语言的结构体定义顺序表使用`typedef`定义一个ElemType表示数据基本类型并定义最大长度MaxSize
可以使用静态分配空间:
```c
// 静态顺序表
typedef struct {
ElemType data[MaxSize];
int length;
} StaticSequenceList;
```
也可以使用动态分配空间:
```c
// 动态顺序表
typedef struct {
element_type *data;
// 已分配的最大容量
int max_size;
int length;
} DynamicSequenceList;
```
max_size表示动态顺序表当前可以使用的最大存储空间。
### 特点
1. 随机访问,可以在$O(1)$时间内找到对应元素。
2. 存储密度高,只用存储数据。
3. 拓展容量不方便。
4. 插入删除操作不方便。
### 操作
#### 初始化
```c
// 初始化静态顺序表
void InitStaticSequenceList(StaticSequenceList* list) {
// 初初始化静态顺序表长度为0
list->length = 0;
}
```
静态顺序表因为数组部分在创建时就已经设置好了,所以初始化就直接设置数据长度就可以了。
```c
// 初始化动态顺序表
void InitDynamicSequenceList(DynamicSequenceList* list) {
// 初初始化动态顺序表长度为0
list->length = 0;
// 申请一片连续的存储空间
list->data = (element_type*)malloc(MAXSIZE * sizeof(element_type));
list->max_size = MAXSIZE;
}
```
动态顺序表不仅需要设置数据长度与最大长度,还得分配数组初始空间。
#### 增长数据空间长度
只有动态顺序表才能增加。
```c
// 增长动态顺序表的数据空间长度
void IncreaseDynamicSequenceList(DynamicSequenceList* list, int len) {
// 申请一片连续的存储空间
int new_length = list->max_size + len;
element_type* space = (element_type*)realloc(list->data, new_length);
if (space != NULL) {
list->data = space;
list->max_size += len;
}
else {
list->max_size = 0;
list->length = 0;
printf("分配空间失败!");
}
}
```
#### 插入
插入时间复杂度为:$T(n)=O(n)$,空间复杂度为$S(n)=O(1)$。