阵列数据结构（Array Data Structure）

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2023-12-01

Array是一个容器，可以容纳固定数量的项目，这些项目应该是相同的类型。大多数数据结构都使用数组来实现其算法。以下是理解Array概念的重要术语。

Element - 存储在数组中的每个项称为元素。
Index - 数组中元素的每个位置都有一个数字索引，用于标识元素。

数组表示

可以使用不同语言以各种方式声明数组。为了说明，我们采取C数组声明。

可以使用不同语言以各种方式声明数组。为了说明，我们采取C数组声明。

根据以上说明，以下是要考虑的重点。

索引从0开始。
数组长度为10，这意味着它可以存储10个元素。
可以通过索引访问每个元素。例如，我们可以将索引6处的元素提取为9。

基本操作 (Basic Operations)

以下是数组支持的基本操作。

Traverse - 逐个打印所有数组元素。
Insertion - 在给定索引处添加元素。
Deletion - 删除给定索引处的元素。
Search - 使用给定索引或值搜索元素。
Update - 更新给定索引处的元素。

在C中，当使用size初始化数组时，它会按以下顺序为其元素分配默认值。

数据类型	默认值
bool	false
char	0
int	0
float	0.0
double	0.0f
void
wchar_t	0

插入操作 (Insertion Operation)

插入操作是将一个或多个数据元素插入到数组中。根据需求，可以在开头，结尾或任何给定的数组索引处添加新元素。

在这里，我们看到插入操作的实际实现，我们在数组的末尾添加数据 -

算法 (Algorithm)

令Array为MAX元素的线性无序数组。

例子 (Example)

Result

设LA是具有N元素的线性阵列（无序）， K是正整数，使得K《=N 以下是将ITEM插入洛杉矶^第 K ^个位置的算法 -

1. Start
2. Set J = N
3. Set N = N+1
4. Repeat steps 5 and 6 while J >= K
5. Set LA[J+1] = LA[J]
6. Set J = J-1
7. Set LA[K] = ITEM
8. Stop

例子 (Example)

以下是上述算法的实现 -

#include <stdio.h>
main() {
   int LA[] = {1,3,5,7,8};
   int item = 10, k = 3, n = 5;
   int i = 0, j = n;
   printf("The original array elements are :\n");
   for(i = 0; i<n; i++) {
      printf("LA[%d] = %d \n", i, LA[i]);
   }
   n = n + 1;
   while( j >= k) {
      LA[j+1] = LA[j];
      j = j - 1;
   }
   LA[k] = item;
   printf("The array elements after insertion :\n");
   for(i = 0; i<n; i++) {
      printf("LA[%d] = %d \n", i, LA[i]);
   }
}

当我们编译并执行上述程序时，它会产生以下结果 -

输出 (Output)

The original array elements are :
LA[0] = 1 
LA[1] = 3 
LA[2] = 5 
LA[3] = 7 
LA[4] = 8 
The array elements after insertion :
LA[0] = 1 
LA[1] = 3 
LA[2] = 5 
LA[3] = 10 
LA[4] = 7 
LA[5] = 8

有关阵列插入操作的其他变体，请单击此处

删除操作 (Deletion Operation)

删除是指从数组中删除现有元素并重新组织数组的所有元素。

算法 (Algorithm)

考虑LA是具有N元素的线性阵列， K是正整数，使得K《=N 以下是删除在LA的^第 K ^个位置可用的元素的算法。

1. Start
2. Set J = K
3. Repeat steps 4 and 5 while J < N
4. Set LA[J] = LA[J + 1]
5. Set J = J+1
6. Set N = N-1
7. Stop

例子 (Example)

以下是上述算法的实现 -

#include <stdio.h>
void main() {
   int LA[] = {1,3,5,7,8};
   int k = 3, n = 5;
   int i, j;
   printf("The original array elements are :\n");
   for(i = 0; i<n; i++) {
      printf("LA[%d] = %d \n", i, LA[i]);
   }
   j = k;
   while( j < n) {
      LA[j-1] = LA[j];
      j = j + 1;
   }
   n = n -1;
   printf("The array elements after deletion :\n");
   for(i = 0; i<n; i++) {
      printf("LA[%d] = %d \n", i, LA[i]);
   }
}

当我们编译并执行上述程序时，它会产生以下结果 -

输出 (Output)

The original array elements are :
LA[0] = 1 
LA[1] = 3 
LA[2] = 5 
LA[3] = 7 
LA[4] = 8 
The array elements after deletion :
LA[0] = 1 
LA[1] = 3 
LA[2] = 7 
LA[3] = 8

搜索操作 (Search Operation)

您可以根据数组元素的值或索引搜索数组元素。

算法 (Algorithm)

考虑LA是具有N元素的线性阵列， K是正整数，使得K《=N 以下是使用顺序搜索查找具有ITEM值的元素的算法。

1. Start
2. Set J = 0
3. Repeat steps 4 and 5 while J < N
4. IF LA[J] is equal ITEM THEN GOTO STEP 6
5. Set J = J +1
6. PRINT J, ITEM
7. Stop

例子 (Example)

以下是上述算法的实现 -

#include <stdio.h>
void main() {
   int LA[] = {1,3,5,7,8};
   int item = 5, n = 5;
   int i = 0, j = 0;
   printf("The original array elements are :\n");
   for(i = 0; i<n; i++) {
      printf("LA[%d] = %d \n", i, LA[i]);
   }
   while( j < n){
      if( LA[j] == item ) {
         break;
      }
      j = j + 1;
   }
   printf("Found element %d at position %d\n", item, j+1);
}

当我们编译并执行上述程序时，它会产生以下结果 -

输出 (Output)

The original array elements are :
LA[0] = 1 
LA[1] = 3 
LA[2] = 5 
LA[3] = 7 
LA[4] = 8 
Found element 5 at position 3

更新操作 (Update Operation)

更新操作是指在给定索引处更新阵列中的现有元素。

算法 (Algorithm)

考虑LA是具有N元素的线性阵列， K是正整数，使得K《=N 以下是更新在LA的^第 K ^个位置可用的元素的算法。

1. Start
2. Set LA[K-1] = ITEM
3. Stop

例子 (Example)

以下是上述算法的实现 -

#include <stdio.h>
void main() {
   int LA[] = {1,3,5,7,8};
   int k = 3, n = 5, item = 10;
   int i, j;
   printf("The original array elements are :\n");
   for(i = 0; i<n; i++) {
      printf("LA[%d] = %d \n", i, LA[i]);
   }
   LA[k-1] = item;
   printf("The array elements after updation :\n");
   for(i = 0; i<n; i++) {
      printf("LA[%d] = %d \n", i, LA[i]);
   }
}

当我们编译并执行上述程序时，它会产生以下结果 -

输出 (Output)

The original array elements are :
LA[0] = 1 
LA[1] = 3 
LA[2] = 5 
LA[3] = 7 
LA[4] = 8 
The array elements after updation :
LA[0] = 1 
LA[1] = 3 
LA[2] = 10 
LA[3] = 7 
LA[4] = 8