【数据结构 Python & C++】顺序表

用C++ 和 Python实现顺序表的简单操作

C++代码

// Date:2019.7.31
// Author:Yushow Jue

#include<iostream>
using namespace std;

#define MAXSIZE 3
#define Node ElemType
#define ERROR 0
typedef int DataType;

//创建一个节点类
class Node
{
public:
    DataType data;
};

//创建一个顺序表类
class SqList
{
public:
    SqList();     //初始化顺序表
    ~SqList();    //销毁顺序表
    void CreateSqList(int n);       //定义创建一个顺序表
    void TraverseSqList();          //遍历顺序表
    ElemType GetElemByIndex(int i); //根据下标查找顺序表中的元素
    bool isEmpty();                 //判断顺序表是否为空
    bool isFull();                  //判断顺序表是否满
    int GetLength();                //获取顺序表的长度
    int GetElemByElem(DataType data);    //查看顺序表中是否含有查找的值
    void InsertSqList(int n, DataType data);     //向顺序表中插入新数据
    void InsertSqListAtHead(DataType data);      //在头部插入新数据
    void InsertSqListAtEnd(DataType data);       //向顺序表的最后插入数据
    void DeleteElem(int i);              //删除指定位置的值
    void DeleteElemAtElem(DataType data);//按值删除元素
    void DeleteAll();                    //删除所有元素
    void DeleteAtHead();                 //在头部删除元素
private:
    Node* elem;                  //顺序表的基地址
    int length;                   //顺序表的长度
};

//初始化顺序表
SqList::SqList()
{
    elem = new ElemType[MAXSIZE];   //开辟空间
    if (!elem) {                    //当溢出时报异常
        exit(OVERFLOW);
    }
    length = 0;                     //定义顺序表的长度
}

//销毁顺序表
SqList::~SqList()
{
    delete[] elem;   //删除基地址的指针
}

//创建顺序表
void SqList::CreateSqList(int n)
{
    if (n < 0) {                                //当输入的数值有误时报异常
        cout << "输入的节点个数有误!" << endl;
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    else {
        int i;
        for (i = 0; i < n; i++) {                //循环向数组中插入数据
            cout << "请输入第" << i + 1 << "个节点元素: ";
            cin >> elem[i].data;
        }
        length = n;                             //更改顺序表的长度
    }
}

//遍历顺序表
void SqList::TraverseSqList()
{
    for (int i = 0; i < length; i++) {           //循环打印顺序表的每个节点数据
        cout << "第" << i + 1 << "个元素的值是" << elem[i].data << endl;
    }
}

//通过下标获取元素
ElemType SqList::GetElemByIndex(int i)
{
    if (i < 1 || i > length) {       //下标输入有误时报异常
        cout << "查询的下标不存在" << endl;
    }
    else {
        return elem[i - 1];          //返回下标指定的节点
    }
}

//判断顺序表是否为空
bool SqList::isEmpty()
{
    if (length == 0)    //如果顺序表的长度为0，则表为空
        return true;
    return false;       //长度不为0，表不为空
}

//判断顺序表是否满
bool SqList::isFull()
{
    if (length == MAXSIZE)   //当长度为定义的最大长度，则顺序表满
        return true;
    return false;            //否则不满
}

//获取顺序表的长度
int SqList::GetLength()
{
    return length;     //返回顺序表的长度
}

//判断是否存在寻找的值,如果存在将返回下标
int SqList::GetElemByElem(DataType data)
{
    int i;
    for (i = 0; i < length; i++) {    //从头遍历顺序表
        if (elem && elem[i].data == data) {  //若找到与之匹配的数据，则返回当前节点的下标
            return i + 1;
        }
        if (i == length - 1) {       //否则返回-1
            return -1;
        }

    }
}

//插入一个数据
void SqList::InsertSqList(int i, DataType data)
{
    if (i<1 || i > length + 1) {      //下标输入有误时报异常
        cout << "输入的下标不合法" << endl;
    }
    else if (length > MAXSIZE) {   //当顺序表满时无法插入新的数据
        cout << "已经达到最大长度" << endl;
    }
    else
    {
        for (int j = length - 1; j >= i - 1; j--) {   //遍历到要插入的位置
            elem[j + 1] = elem[j];     //从j位置后的全体数据向后移一位
        }
        elem[i - 1].data = data;       //插入数据
        length++;                      //更改顺序表长度
    }
}

//在头部插入一个新数据
void SqList::InsertSqListAtHead(DataType data)
{

    for (int i = length - 1; i >= 0; i--)  //将全体元素向后移一位
    {
        elem[i + 1] = elem[i];
    }
    elem[0].data = data;         //在第一个位置插入元素
    length++;                    //更改长度
}

//在顺序表的最后插入数据
void SqList::InsertSqListAtEnd(DataType data)
{
    if (length > MAXSIZE) {   //当顺序表满时无法插入新的数据
        cout << "已经达到最大长度" << endl;
    }
    else
    {
        elem[length].data = data;      //插入数据
        length++;                      //更改顺序表长度
    }
}

//根据下标删除一个节点
void SqList::DeleteElem(int i)
{
    int j;
    if (i<1 || i>length)           //输入的位置不合法报异常
        cout << "输入的下标不合法" << endl;
    else
    {
        for (j = i; j <= length - 1; j++) { //循环到要删除节点的位置
            elem[j - 1] = elem[j];         //该位置后的元素全体向前移一个位置
        }
        length--;                          //更改顺序表长度
    }
}

//按值删除元素
void SqList::DeleteElemAtElem(DataType data)
{
    int i = 0;
    while (elem[i].data == data && i < length)   //按值查到要删除数据的位置
    {
        i++;
    }
    for (int index = i; index <= length - 1; index++) //将该位置后的节点全体向前移一位
    {
        elem[index - 1] = elem[index];
    }
    length--;                              //更改顺序表长度
}

//删除所有元素
void SqList::DeleteAll()
{
    for (int i = length; i > 0; i--)    //从最后一个元素开始删除，长度减一
    {
        elem[i] = elem[i - 1];        //元素向前移位
        length--;                     //长度减一
    }
}

//在头部删除元素
void SqList::DeleteAtHead()
{
    for (int i = 1; i <= length - 1; i++) {
        elem[i - 1] = elem[i];
    }
    length--;
}

//测试函数
int main()
{
    SqList l;
    int i;
    cout << "1.创建一个顺序表   2.遍历顺序表   3.通过下标获取元素\n4.查找要查询的元素的下标   5.通过下标插入元素   6.通过下标删除一个元素\n7.获取顺序表的长度   8.删除所有元素   9.判断顺序表是否为空\n10.判断顺序表是否满   11.根据数据删除节点   12.在头部插入数据\n13.在头部删除数据   14.在顺序表最后插入数据   0.退出" << endl;
    do
    {
        cout << "请选择一个操作: ";
        cin >> i;
        switch (i)
        {
        case 1:
            int n;
            cout << "请输入顺序表的元素个数: ";
            cin >> n;
            l.CreateSqList(n);
            break;
        case 2:
            l.TraverseSqList();
            break;
        case 3:
            int i;
            cout << "请输入将要获取元素的下标: ";
            cin >> i;
            ElemType getElemByIndex = l.GetElemByIndex(i);
            cout << getElemByIndex.data << endl;
            break;
        case 4:
            DataType data;
            cout << "请输入将要查找元素的值: ";
            cin >> data;
            cout << "该元素的下标为:" << l.GetElemByElem(data) << endl;
            break;
        case 5:
            int index;
            DataType insertData;
            cout << "请输入要插入的数据的位置: ";
            cin >> index;
            cout << "请输入要插入的数据: ";
            cin >> insertData;
            l.InsertSqList(index, insertData);
            break;
        case 6:
            int deleteIndex;
            cout << "请输入要删除的数据的下标: ";
            cin >> deleteIndex;
            l.DeleteElem(deleteIndex);
            break;
        case 7:
            cout << l.GetLength() << endl;
            break;
        case 8:
            l.DeleteAll();
            break;
        case 9:
            if (l.isEmpty() == 1) {
                cout << "顺序表为空" << endl;
            }
            else
            {
                cout << "顺序表不为空" << endl;
            }
            break;
        case 10:
            if (l.isFull() == 1) {
                cout << "顺序表满" << endl;
            }
            else
            {
                cout << "顺序表不满" << endl;
            }
            break;
        case 11:
            DataType data1;
            cout << "请输入要删除的数据: ";
            cin >> data1;
            l.DeleteElemAtElem(data1);
            break;
        case 12:
            DataType data2;
            cout << "请输入要在头部插入的数据: ";
            cin >> data2;
            l.InsertSqListAtHead(data2);
            break;
        case 13:
            l.DeleteAtHead();
            break;
        case 14:
            DataType data3;
            cout << "请输入要在末尾插入的数据: ";
            cin >> data3;
            l.InsertSqListAtEnd(data3);
            break;
        default:
            break;
        }
    } while (i != 0);
    system("pause");
    return 0;
}

Python代码

class SqList(object):

    def __init__(self, size=6):
        self.max = size
        self.length = 0
        self.list = []

    # 创建顺序表
    def create_list(self, ):
        self.length = int(input("请输入顺序表长度"))
        while self.length > self.max:
            print("超出最大范围6，重新输入。")
            self.length = int(input("请输入顺序表长度"))
        i = 0
        while i < self.length:
            temp = input("请输入第%s个元素" % i)
            try:
                temp = float(temp)
                self.list.append(temp)
                i += 1
            except ValueError:
                print("wrong value !")

    # 遍历
    def print_list(self):
        print(self.list)

    # 判空
    def is_empty(self):
        if self.length == 0:
            print("顺序表为空")

    # 判满
    def is_full(self):
        if self.length == self.max:
            return True

    # 根据下标索引
    def get_elem_by_index(self, index):
        if index >= self.length:
            print("下标超出范围")
        else:
            print("第%s个元素为:%s" % (index, self.list[index]))

    # 按值查找
    def get_elem_by_elem(self, value):
        for i in range(self.length):
            if value == self.list[i]:
                return i
        return -1

    # 插入
    def insert(self, index, value):
        if not isinstance(index, int):
            raise TypeError
        elif index < 0 or index > self.length:
            raise IndexError
        else:
            self.list.append(0)
            for i in range(self.length, index, -1):
                self.list[i] = self.list[i-1]
            self.list[index] = value
            self.length += 1

    # 按值删除
    def delete_elem(self, index):
        for i in range(index, self.length):
            self.list[index] = self.list[index+1]
        self.list.pop()
        self.length -= 1

    # 清空顺序表
    def clear(self):
        self.list.clear()


if __name__ == '__main__':
    sq_list = SqList()
    sq_list.create_list()
    sq_list.print_list()
    if sq_list.is_full():
        print("顺序表满了")
    print("操作码：")
    print("1:插入  2:按值查找  3:按值删除  4:清空  0:退出")
    op = 1
    while op != 0:
        op = int(input("请输入操作码："))
        if op == 1:
            if sq_list.is_full():
                print("顺序表已满，无法插入")
            else:
                input_index = int(input("插入位置"))
                input_value = float(input("插入元素"))
                sq_list.insert(input_index, input_value)
                sq_list.print_list()

        elif op == 2:
            input_value = float(input("元素值"))
            num = sq_list.get_elem_by_elem(input_value)
            if num != -1:
                print("存在元素%s，下标为%s" % (input_value, num))
            else:
                print("不存在")

        elif op == 3:
            input_value = float(input("元素值"))
            num = sq_list.get_elem_by_elem(input_value)
            sq_list.delete_elem(num)
            sq_list.print_list()

        elif op == 4:
            sq_list.clear()
            print("清空顺序表")
            sq_list.print_list()

        else:
            break