嵌入式学习DAY19 --- 数据结构开始学习(时间复杂度,顺序表),2024年最新附大厂真题面经

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逻辑结构:
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存储结构:
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2、为什么要学习数据结构
以前我们在c语言程序,只需要想着我只要实现题目要求的功能就可以了,数据结构研究的是如何让程序运行起来更加高效,数据在内存中的操作更加流畅。
3、学习数据结构的方法
数据结构的特点:
1、比较抽象,对逻辑思维能力要求较高
2、代码量比较大

学习方法:
1、学会画图,将脑袋中抽象的东西画出来,变成具体的步骤
2、带着自己的思考敲代码
1、照着老师的代码敲(在敲的过程中,要思考每一行代码是在干什么,把对应注释写上)
2、自己尝试敲,重复,直到自己可以不看别人的代码,按照自己的思考敲出来
3、慢,自己的节奏,一点一点突破
4、什么是算法—时间复杂度
算法:解决问题的步骤的集合
算法的特点:1、可行性 2、有穷 3、与具体的计算机无关 3、确定性
程序=数据结构+算法

衡量一个算法的好坏:语句执行的次数(T(n))

int main()
{
Printf(“hello world”);      T(n) = 1   T(n) = O(1)
}

Int main()
{
Printf(“hello world”);
Printf(“hello world”);    T(n) = 2;   T(n) = O(1)

}

void fun(int n)
{
Int i;  1
For(i = 0; i < n; i++)   1  n+1  n
{
Printf(“hello world”);   n
    }
}

T(n) = 1+1+n+1+n+n = 3n+3   T(n) = 0(n)

在这里插入图片描述

5、顺序表 — 敲代码
1、顺序表的三个方面:
逻辑结构:线性结构—一对一
存储结构:顺序存储—数据元素和元素之间在内存中是连续的
运算:创建 增加 删除 查找 修改 排序 销毁

也就是:顺序表就是一块连续的内存空间,我们要实现的是对这块连续内存空间增删改查的操作

创建:就是申请一块连续的内存空间,然后将这块连续的内存空间的首地址返回

插入操作:
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删除操作:
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代码展示:
关于实现一个顺序表的功能步骤

第一步:首先编辑一个list.h文件

#ifndef \_LIST\_H\_
#define \_LIST\_H\_


typedef int data_t;
#define SIZE 5

/\*
 \* 创建一个顺序表
 \* 增加一个元素
 \* 删除一个元素
 \* 修改元素的值
 \* 查找
 \* 排序
 \* 销毁
 \*/

//通过该结构体来描述顺序表
typedef struct List
{
	data_t data[SIZE];
	int count; //当前顺序表的元素个数(插入了多少个元素)
}List;

enum LIST_OP
{
	LIST_ERROR = -1,
	LIST_OK,
	NOT_FOUND
};

List\* createList();
int insertItemList(List \*pList, int iOffset, data_t tData);
int deleteItemList(List \*pList, int iOffset, data_t \*pData);
int updateList(List \*pList, data_t oldData, data_t newData);
int searchItemList(List \*pList, data_t tData, int \*pIndex);
int sortList(List \*pList);
void destroyList(List \*\*ppList);
void showList(List \*pList);
#endif //防止头文件重复包含

第二步:编辑一个list.c文件,用来具体编写各个功能如何实现

#include<stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include "list.h"

/\*功能:创建一个顺序表
 \* 返回值:成功 顺序表的首地址
 \* 失败:NULL
 \*/
List \*createList()
{
	List \*pList = (List \*)malloc(sizeof(List));
	if(NULL == pList)
	{
		return NULL;
	}
	memset(pList, 0, sizeof(List));
	return pList;
}

/\*
 \* 功能:给顺序表插入一个元素
 \* 参数:pList 顺序表的首地址
 \* iOffset 插入的位置
 \* tData 插入的值
 \*返回值:成功 LIST\_OK
 失败 LIST\_ERROR
 \*/
int insertItemList(List \*pList, int iOffset, data_t tData)
{
	if(NULL == pList || iOffset < 0 || iOffset >= SIZE || SIZE == pList->count)
	{
		return LIST_ERROR;
	}

	//根据iOffset将tData插入
	int i;
	for(i = pList->count-1; i >= iOffset; i--)
	{
		pList->data[i+1] = pList->data[i];
	}

	pList->data[iOffset] = tData;
	pList->count++;
	return LIST_OK;
}

/\*
 \* 功能:删除一个元素
 \* 参数:pList 首地址
 \* iOffset 删除的位置
 \* pData 保存删除的元素
 \*返回值:成功 LIST\_OK
 失败 LIST\_ERROR
 \*/
int deleteItemList(List \*pList, int iOffset, data_t \*pData)
{
	if(NULL == pList || iOffset < 0 || iOffset >= SIZE || NULL == pData || 0 == pList->count)
	{
		return LIST_ERROR;
	}

	//保存要删除的值 
	\*pData = pList->data[iOffset];
    //删除:用后面的元素把前面的覆盖掉,count--
	int i;
	for(i = iOffset; i < pList->count-1; i++)
	{
		pList->data[i] = pList->data[i+1];
	}
	pList->count--;
	return LIST_OK;
}

int updateList(List \*pList, data_t oldData, data_t newData)
{
	if(NULL == pList)
	{
		return LIST_ERROR;
	}

	//一旦发现顺序表中元素的值等于oldData就换成newData
	int i;
	for(i = 0; i < pList->count; i++)
	{
		if(pList->data[i] == oldData)
		{
			pList->data[i] = newData;
		}
	}
	return LIST_OK;
}

int searchItemList(List \*pList, data_t tData, int \*pIndex)
{
	//查找tData,如果找到了,就将这个元素的下标赋值给\*iIndex
	//如果没有找到,就返回NOT\_FOUND
	if(NULL == pList || NULL == pIndex)
	{
		return LIST_ERROR;
	}
	int i;
	for(i = 0; i < pList->count; i++)
	{
		if(pList->data[i] == tData)
		{
			\*pIndex = i;
			return LIST_OK;
		}
	}
	return NOT_FOUND;
}
int sortList(List \*pList)
{
}

void destroyList(List \*\*ppList)
{
	if(NULL == ppList || NULL == \*ppList)
	{
		return;
	}
	free(\*ppList);
	\*ppList = NULL;
}
void showList(List \*pList)
{
	if(NULL == pList)
	{
		return;
	}
	int i;
	for(i = 0; i < pList->count; i++)
	{
		printf("%d ", pList->data[i]);
	}
	printf("\n");
}

第三步:编辑一个main.c文件用来具体实现如何调用

#include<stdio.h>
#include "list.h"


int main()
{
	List \*pList = createList();
	if(NULL == pList)
	{
		printf("创建失败!\n");
		return -1;
	}

	int i, ret;
	for(i = 0; i < 3; i++)
	{
		ret = insertItemList(pList, i, i+100);
		if(LIST_ERROR == ret)
		{
			printf("插入失败!\n");
			return -1;
		}
	}
	showList(pList);
    ret = insertItemList(pList, 0, 888);
	if(LIST_ERROR == ret)
	{
		printf("插入失败!\n");
		return -1;
	}
	showList(pList);

	data_t data;
	deleteItemList(pList, 2, &data);
	printf("删除的元素:%d\n", data);
	showList(pList);

	updateList(pList, 888, 999);
	showList(pList);

	printf("请输入要查找的数据:");
	scanf("%d", &data);
	int index;
	ret = searchItemList(pList, data, &index);
    if(NOT_FOUND == ret)
	{
		printf("没有找到!\n");
	}
	else
	{
		printf("查找的结果是:%d\n", index);
	}
	
	//destroy之后pList就变成了NULL
	destroyList(&pList);
	return 0;
}

扩展:
我们讲的顺序表的大小是固定的,最多只能是5个元素,那么能不能进行扩容呢?
也就是就算满了,我再继续插入也是可以的

顺序表的动态扩容
现在遇到的问题:原来的空间不够用了,会导致插入失败
解决办法:申请一块更大的空间,把原来小的空间的内容全部拷贝到新的空间,把要插入的数据插入到新的空间,将原来旧的空间给释放掉

Insert()
{
如果顺序表满了,就申请更大的空间
也就是data的大小变化了
}

回忆昨天的顺序表是如何定义的:

Struct List
{
Data_t data[SIZE];
Int count;
};


但是data_t data[SIZE];这个数组大小没办法改变,因为data是数组名,是常量,没办法修改
所以结构体需要重新定义

Struct List
{
Data_t \*data;      //首地址
Int count;   //元素的个数
Int size;    //数组的容量
};

在这里插入图片描述
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基础代码同上方差不多,我在这只贴出来list.c的代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include "list.h"



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