使用C语言实现动态数组Vector
更新时间:2024年01月10日 09:48:14 作者:厨子老林
这篇文章主要为大家详细介绍了使用C语言实现动态数组Vector的相关知识,文中的示例代码讲解详细,感兴趣的小伙伴可以跟随小编一起学习一下
1. 动态数组原理
定义一个结构体类型,在结构体中用指针指向一个在堆空间开辟的一块内存。
2. 编写头文件
在头文件里定义Vector的数据结构和相关操作,可以通过修改 “typedef char* Element;” 来修改存储的数据的类型;
#ifndef VECTOR_H #define VECTOR_H // 数组默认容量设置为10 #define DEFAULT_CAPACITY 10 // 数组长度低于 HIGHT_SIZE 时,每次按照原长度翻倍扩容 // 数组长度高于 HIGHT_SIZE 时,扩充原容量的1/2 #define HIGHT_SIZE 1000 // 定义存储的数据类型 typedef char* Element; // 定义Vector的数据结构 typedef struct vector_s { Element *data; // 用于存储数据的动态数组的指针 int size; // 数组长度 int capacity; // 容量 } Vector; // 创建一个空的Vector Vector* vector_create(); // 销毁释放Vector void vector_destroy(Vector *v); // 向动态数组的末尾新增一个元素 void vector_push_back(Vector *v, Element val); // 向数组的前面插入一个元素 void vector_push_front(Vector *v, Element val); // 将元素val添加到索引为idx的位置,idx后面的元素依次后移 void vector_insert(Vector *v, int idx, Element val); // 给Vector的动态数组扩容 static void vector_rsize(Vector *v); // 将数组的元素从指定下标位置依次向后挪动 static void move_data(Vector *v, int idx); #endif
3. 具体实现
1. 创建一个空的Vector
Vector* vector_create() { Vector *v = (Vector*)calloc(1, sizeof(Vector)); if (v == NULL) { puts("error:创建一个空的Vector时分配内存失败"); exit(-1); } // 给Vector的成员变量赋值 v->data = c1alloc(DEFAULT_CAPACITY, sizeof(Element)); if (v->data == NULL) { puts("error:创建一个空的Vector时分配内存失败"); free(v); // 因为下面一行是直接退出程序,free(v)意义不大,但最好还是写上,养成习惯 exit(-1); } v->capacity = DEFAULT_CAPACITY; return v; }
2. 销毁释放Vector
void vector_destroy(Vector *v) { if (v == NULL) { // Vector不能是NULL return; } free(v->data); free(v); }
3. 向动态数组的末尾新增一个元素
void vector_push_back(Vector *v, Element val) { if (v == NULL) { // Vector不能是NULL return; } if (v->size == v->capacity) { // 容量不足,扩容 vector_rsize(v); } v->data[v->size] = val; v->size++; }
4. 向数组的前面插入一个元素
void vector_push_front(Vector *v, Element val) { if (v == NULL) { // Vector不能是NULL return; } if (v->size == v->capacity) { // 容量不足,扩容 vector_rsize(v); } // 从下标0向后移动并在0下标位置赋值 move_data(v, 0); v->data[0] = val; v->size++; }
5. 将元素val添加到索引为idx的位置,idx后面的元素依次后移
void vector_insert(Vector *v, int idx, Element val) { if (v == NULL || idx < 0 || idx > v->size) { // Vector不能是NULL,索引位置不能为负且不能越界 return; } if (v->size == v->capacity) { // 容量不足,扩容 vector_rsize(v); } move_data(v, idx); v->data[idx] = val; v->size++; }
6. 给Vector的动态数组扩容
tips:此函数以下几点需要注意
- 算术运算‘+’的优先级比位运算符‘>>’高,要用括号括起来;
- 用realloc扩容,不能用calloc和malloc来扩大容量,数据会丢失;
- 扩容的时候要注意是给Vector的data数组扩容,即v->data;
- 只有calloc会默认自动赋初值,malloc和realloc都不会默认赋初值,记得给扩容部分附上初始值;
static void vector_rsize(Vector *v) { int old_capacity = v->capacity; // tips:算术运算‘+'的优先级比位运算符‘>>'高,要用括号括起来 int new_capacity = v->size < HIGHT_SIZE ? old_capacity << 1 : old_capacity + (old_capacity >> 1); // tips:用realloc扩容,不能用calloc和malloc,数据会丢失! // tips:扩容的是v->data,而不是v Element *temp = realloc(v->data, new_capacity * sizeof(Element)); if (temp == NULL) { puts("error:给Vector的动态数组扩容失败"); exit(-1); } // tips:v->data扩容部分附上初值 memset(v->data + v->size, 0, (v->capacity - v->size) * sizeof(Element)); v->data = temp; v->capacity = new_capacity; }
7. 将数组的元素从指定下标 idx 位置依次向后挪动1个位置
static void move_data(Vector *v, int idx) { for (int i = v->size - 1; i >= idx; i--) { v->data[i+1] = v->data[i]; } v->data[idx] = 0; }
到此这篇关于使用C语言实现动态数组Vector的文章就介绍到这了,更多相关C语言动态数组内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家!
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