顺序表（向量）

程序 = 算法 + 数据结构

程序设计 = 算法 + 数据结构 + 编程范式

数据结构 = 结构定义 + 结构操作

malloc(); // 动态申请空间
calloc(); // 动态申请空间&清空
realloc(); // 重新申请空间

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

#define COLOR(b, a) "\033[" #b "m" a "\033[0m" // 字符串的拼接：#b 表示将 b 字符串化

#define RED(a) COLOR(31, a)
#define GREEN(a) COLOR(32, a)

//结构定义：顺序表
typedef struct Vector {
    int *data;
    int size, length;
} Vec;

//结构操作
Vec *init(int size);
int clear(Vec *vec);
int expand(Vec *vec);
int insert(Vec *vec, int index, int val);
int erase(Vec *vec, int index);
int output(Vec *vec);

int main() {
    srand(time(0));
    #define MAX_N 20
    Vec *vec = init(1);
    for (int i = 0; i < MAX_N; i++) {
        int op = rand() % 4; // 75% 的概率插入元素
        int index = rand() % (vec->length + 1);
        int val = rand() % 100;
        switch (op) {
            case 0:
            case 1:
            case 2: {
                printf("insert %d at %d to the Vector = %d\n", val, index, insert(vec, index, val));
            } break;
            case 3: {
                printf("erase a item at %d = %d\n", index, erase(vec, index));
            } break;
        }
        output(vec), printf("\n");
    }
    #undef MAX_N
    clear(vec);
    return 0;
}

//结构操作：初始化顺序表
Vec *init(int size) {
    Vec *vec = (Vec *)malloc(sizeof(Vec));
    vec->data = (int *)malloc(sizeof(int) * size);
    vec->size = size;
    vec->length = 0;
    return vec;
}

//结构操作：销毁顺序表
int clear(Vec *vec) {
    if (vec == NULL) return 0;
    free(vec->data);
    free(vec);
    return 1;
}

//结构操作：动态扩容
int expand(Vec *vec) {
    int extra_size = vec->size;
    int *temp;
    while (extra_size) {
        temp = (int *)realloc(vec->data, sizeof(int) * (vec->size + extra_size));
        if (temp != NULL) break;
        extra_size >>= 1;
    }
    if (temp == NULL) return 0;
    vec->data = temp;
    vec->size += extra_size;
    return 1;
}

//结构操作：插入元素
int insert(Vec *vec, int index, int val) {
    if (vec == NULL) return 0;
    if (vec->length == vec->size) {
        if (expand(vec)) {
            printf(GREEN("success to expand! the size = %d\n"), vec->size);
        } else {
            printf(RED("fail to expand!\n"));
            return 0;
        }
    }
    if (index < 0 || index > vec->length) return 0;
    for (int i = vec->length - 1; i >= index; i--) {
        vec->data[i + 1] = vec->data[i];
    }
    vec->data[index] = val;
    vec->length += 1;
    return 1;
}

//结构操作：删除元素
int erase(Vec *vec, int index) {
    if (vec == NULL) return 0;
    if (index < 0 || index >= vec->length) return 0;
    for (int i = index + 1; i < vec->length; i++) {
        vec->data[i - 1] = vec->data[i];
    }
    vec->length -= 1;
    return 1;
}

//结构操作：输出所有元素
int output(Vec *vec) {
    if (vec == NULL) return 0;
    printf("[");
    for (int i = 0; i < vec->length; i++) {
        i && printf(", "); // 末尾无空格操作
        printf("%d", vec->data[i]);
    }
    printf("]\n");
    return 1;
}