顺序表实现指南：C++中的动态数组数据结构

一、简介和特点

顺序表是一种基于数组实现的线性表数据结构，它通过连续的内存空间存储数据元素。本文实现的顺序表类提供了动态扩容和基本的增删改查功能。

‌主要特点‌：

1. 动态扩容：当空间不足时自动扩大容量

2. 随机访问：支持通过索引直接访问元素

3. 连续存储：数据在内存中连续存放

4. 完整操作：提供增删改查全套方法

5. 内存管理：自动处理内存分配和释放

二、与其他实现的优点

相比链表和其他数据结构，这种顺序表实现有以下优势：

1. ‌访问高效‌：随机访问时间复杂度O(1)

2. ‌内存紧凑‌：连续存储减少内存碎片

3. ‌扩容智能‌：自动按需扩容

4. ‌实现简单‌：逻辑清晰易于理解

5. ‌缓存友好‌：连续内存提高缓存命中率

三、实现步骤解析

1. 1‌.成员变量定义‌：

• 动态数组指针

• 容量和元素数量

2. 2‌.构造函数和析构函数‌：

• 初始化指定容量

• 自动释放内存

3. ‌3.核心方法实现‌：

• 插入元素(自动扩容)

• 删除元素

• 修改元素

• 查询元素

4. ‌4.扩容机制‌：

• 容量不足时自动翻倍

• 数据迁移保持连续性

四、完整代码和注释

#include<iostream>
using namespACe std;

// 顺序表类
class list
{
    int* a;     // 动态数组指针
    int size;   // 当前容量
public:
    int num = 0; // 当前元素数量
    
    // 构造函数，初始化指定容量
    list(int listsize)
    {
        size = listsize;
        a = new int[size]; // 分配内存
    }
    
    // 析构函数，释放内存
    ~list()
    {
        delete[] a;
    }
    
    // 插入元素(增)
    void ins(int idx, int data)
    {
        // 检查是否需要扩容
        while (idx >= size or num==size)
        {
            int* tmp = new int[size * 2]; // 新分配双倍空间
            memset(tmp, 0, size * 2);     // 初始化新空间
            // 迁移数据
            for (int i = 0;i < size;i++)
            {
                tmp[i] = a[i];
            }
            delete[] a; // 释放旧空间
            a = tmp;    // 指向新空间
            size *= 2;  // 更新容量
        }
        // 移动元素腾出位置
        for (int i = num - 1;i > idx;i--)
        {
            a[i - 1] = a[i];
        }
        a[idx] = data; // 插入新元素
        num++;         // 更新元素数量
    }
    
    // 删除元素(删)
    void del(int idx)
    {
        // 移动元素覆盖要删除的位置
        for (int i = idx + 1;i < size;i++)
        {
            a[i - 1] = a[i];
        }
        num--; // 更新元素数量
    }
    
    // 修改元素(改)
    void rev(int idx, int data)
    {
        a[idx] = data; // 直接修改指定位置元素
    }
    
    // 查询元素(查)
    int sel(int idx)
    {
        return a[idx]; // 返回指定位置元素
    }
};

五、总结

本文介绍了一个完整的顺序表实现，通过详细的代码注释和分步解析，展示了顺序表的基本操作实现。顺序表在需要频繁随机访问的场景下性能优越，是学习数据结构和内存管理的重要案例。动态扩容机制使其兼具数组的高效和动态结构的灵活性。