C语言数据结构之顺序数组的实现

C语言数据结构之顺序数组的实现

以下为展示顺序数组的示例：

1.用C语言实现的版本

#include<stdio.h> /* EOF(=^Z或F6),NULL */
#include<math.h> /* floor(),ceil(),abs() */
#include<stdlib.h> /*申请和释放内存*/
#include<stdarg.h> /*可变参数*/
#define OK 1 //成功标志
#define ERROR 0 //错误标志
#define MAX_ARRAY_DIM 8 //数组最大维数 

typedef int ElemType;
typedef int Status; /* Status是函数的类型,其值是函数结果状态代码，如OK等 */
typedef struct
{
  ElemType *base; /* 数组元素基址，由InitArray分配 */
  int dim; /* 数组维数 */
  intint *bounds; /* 数组维界基址，由InitArray分配 */
  intint *constants; /* 数组映象函数常量基数，相当于每一维度的权重值，由InitArray分配 */
}Array; 

/* 顺序存储数组的基本操作*/
Status InitArray(Array *A, int dim, ...)
{ /* 若维数dim和各维长度合法，则构造相应的数组A，并返回OK */
  int elemtotal = 1, i; /* elemtotal是元素总值 */
  if (dim<1 || dim>MAX_ARRAY_DIM) //判断数组维数
  {
    return ERROR;
  }
  (*A).dim = dim; /* 数组维数 */
  (*A).bounds = (intint *)malloc(dim*sizeof(int)); /* 数组维界基址 */
  if (!(*A).bounds)
  {
    exit(OVERFLOW);
  } 

  va_list ap;
  va_start(ap, dim);
  for (i = 0; i < dim; ++i)
  {
    (*A).bounds[i] = va_arg(ap, int);
    if ((*A).bounds[i] < 0)
    {
      return UNDERFLOW; /* 在math.h中定义为4 */
    }
    elemtotal *= (*A).bounds[i];
  }
  va_end(ap); 

  (*A).base = (ElemType *)malloc(elemtotal*sizeof(ElemType));
  if (!(*A).base)
  {
    exit(OVERFLOW);
  } 

  (*A).constants = (intint *)malloc(dim*sizeof(int));
  if (!(*A).constants)
  {
    exit(OVERFLOW);
  } 

  (*A).constants[dim - 1] = 1;
  for (i = dim - 2; i >= 0; --i)
  {
    (*A).constants[i] = (*A).bounds[i + 1] * (*A).constants[i + 1];
  } 

  return OK;
} 

/* 销毁数组A */
Status DestroyArray(Array *A)
{
  if ((*A).base)
  {
    free((*A).base);
    (*A).base = NULL;
  }
  else
  {
    return ERROR;
  } 

  if ((*A).bounds)
  {
    free((*A).bounds);
    (*A).bounds = NULL;
  }
  else
  {
    return ERROR;
  } 

  if ((*A).constants)
  {
    free((*A).constants);
    (*A).constants = NULL;
  }
  else
  {
    return ERROR;
  } 

  return OK;
} 

/* 若ap指示的各下标值合法，则求出该元素在A中的相对地址off */
/* Value()、Assign()调用此函数 */
Status Locate(Array A, va_list ap, intint *off)
{
  int i, ind;
  *off = 0;
  for (i = 0; i < A.dim; ++i)
  {
    ind = va_arg(ap, int);
    if (ind < 0 || ind >= A.bounds[i])
    {
      return OVERFLOW;
    }
    *off += A.constants[i] * ind;
  }
  return OK;
} 

/* ...依次为各维的下标值，若各下标合法，则e被赋值为A的相应的元素值 */
Status Value(ElemType *e, Array A, ...)
{
  va_list ap;
  Status result;
  int off;
  va_start(ap, A);
  if ((result = Locate(A, ap, &off)) == OVERFLOW) /* 调用Locate() */
  {
    return result;
  }
  *e = *(A.base + off);
  return OK;
} 

/* ...依次为各维的下标值，若各下标合法，则将e的值赋给A的指定的元素 */
Status Assign(Array *A, ElemType e, ...)
{
  va_list ap;
  Status result;
  int off;
  va_start(ap, e);
  if ((result = Locate(*A, ap, &off)) == OVERFLOW) /* 调用Locate() */
  {
    return result;
  }
  *((*A).base + off) = e;
  return OK;
} 

void main()
{
  Array A;
  int i, j, k, *p, dim = 3, bound1 = 3, bound2 = 4, bound3 = 2; /* a[3][4][2]数组 */
  ElemType e, *p1; 

  /* 构造3＊4＊2的3维数组A */
  InitArray(&A, dim, bound1, bound2, bound3);  

  /* 顺序输出A.bounds */
  printf("输出数组各维度的值：\n ");
  p = A.bounds;
  for (i = 0; i < dim; ++i)
  {
    printf("A.bounds[%d] = %d\n ", i, *(p + i));
  }
  printf("\n"); 

  /* 顺序输出A.constants */
  printf("输出数组映像函数常量基数的值(相当于每一维度的权重值)：\n ");
  p = A.constants;
  for (i = 0; i < dim; ++i)
  {
    printf("A.constants[%d] = %d\n ", i, *(p + i));
  }
  printf("\n\n"); 

  printf("%d页%d行%d列矩阵元素如下:\n", bound1, bound2, bound3);
  for (i = 0; i < bound1; ++i)
  {
    printf("第%d页：\n", i);
    for (j = 0; j < bound2; ++j)
    {
      for (k = 0; k < bound3; ++k)
      {
        Assign(&A, i * 100 + j * 10 + k, i, j, k); /* 将i*100+j*10+k赋值给A[i][j][k] */
        Value(&e, A, i, j, k); /* 将A[i][j][k]的值赋给e */
        printf("A[%d][%d][%d]=%2d ", i, j, k, e); /* 输出A[i][j][k] */
      }
      printf("\n");
    }
    printf("\n");
  } 

  p1 = A.base;
  printf("顺序输出Array的元素\n");
  for (i = 0; i < bound1*bound2*bound3; ++i) /* 顺序输出A.base */
  {
    printf("%4d", *(p1 + i));
    //输出换行
    if (i % (bound2*bound3) == (bound2*bound3 - 1))
    {
      printf("\n");
    }
  } 

  /* 销毁数组A */
  DestroyArray(&A);
}

运行结果如下图所示：

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