C语言数据结构——数组顺序存储结构的实现和表示

迈不过友情╰ 2022-06-15 01:50 149阅读 0赞

#include<stdarg.h>
    #include<malloc.h> /* malloc()等 */
    #include<stdio.h> /* EOF(=^Z或F6),NULL */
    #include<stdlib.h> /* atoi() */
    #include<io.h> /* eof() */
    #include<math.h> /* floor(),ceil(),abs() */
    //#include<process.h> /* exit() */
    /* 函数结果状态代码 */
    #define TRUE 1
    #define FALSE 0
    #define OK 1
    #define ERROR 0
    #define INFEASIBLE -1
    /* #define OVERFLOW -2 因为在math.h中已定义OVERFLOW的值为3,故去掉此行 */
    typedef int Status; /* Status是函数的类型,其值是函数结果状态代码，如OK等 */
    typedef int Boolean; /* Boolean是布尔类型,其值是TRUE或FALSE */
    typedef int ElemType;
    
    #define MAX_ARRAY_DIM 8 /* 假设数组维数的最大值为8 */
    typedef struct
    {
        ElemType *base; /* 数组元素基址，由InitArray分配 */
        int dim; /* 数组维数 */
        int *bounds; /* 数组维界基址，由InitArray分配 */
        int *constants; /* 数组映象函数常量基址，由InitArray分配 */
    } Array;
    
    Status InitArray(Array *A,int dim,...)
    {
        /* 若维数dim和各维长度合法，则构造相应的数组A，并返回OK */
        int elemtotal=1,i; /* elemtotal是元素总值 */
        va_list ap;
        if(dim<1||dim>MAX_ARRAY_DIM)
            return ERROR;
        (*A).dim=dim;
        (*A).bounds=(int *)malloc(dim*sizeof(int));
        if(!(*A).bounds)
            exit(OVERFLOW);
        va_start(ap,dim);
        for(i=0; i<dim; ++i)
        {
            (*A).bounds[i]=va_arg(ap,int);
            if((*A).bounds[i]<0)
                return UNDERFLOW; /* 在math.h中定义为4 */
            elemtotal*=(*A).bounds[i];
        }
        va_end(ap);
        (*A).base=(ElemType *)malloc(elemtotal*sizeof(ElemType));
        if(!(*A).base)
            exit(OVERFLOW);
        (*A).constants=(int *)malloc(dim*sizeof(int));
        if(!(*A).constants)
            exit(OVERFLOW);
        (*A).constants[dim-1]=1;
        for(i=dim-2; i>=0; --i)
            (*A).constants[i]=(*A).bounds[i+1]*(*A).constants[i+1];
        return OK;
    }
    Status DestroyArray(Array *A)
    {
        /* 销毁数组A */
        if((*A).base)
        {
            free((*A).base);
            (*A).base=NULL;
        }
        else
            return ERROR;
        if((*A).bounds)
        {
            free((*A).bounds);
            (*A).bounds=NULL;
        }
        else
            return ERROR;
        if((*A).constants)
        {
            free((*A).constants);
            (*A).constants=NULL;
        }
        else
            return ERROR;
        return OK;
    }
    Status Locate(Array A,va_list ap,int *off) /* Value()、Assign()调用此函数 */
    {
        /* 若ap指示的各下标值合法，则求出该元素在A中的相对地址off */
        int i,ind;
        *off=0;
        for(i=0; i<A.dim; i++)
        {
            ind=va_arg(ap,int);
            if(ind<0||ind>=A.bounds[i])
                return OVERFLOW;
            *off+=A.constants[i]*ind;
        }
        return OK;
    }
    Status Value(ElemType *e,Array A,...) /* 在VC++中，...之前的形参不能是引用类型 */
    {
        /* ...依次为各维的下标值，若各下标合法，则e被赋值为A的相应的元素值 */
        va_list ap;
        Status result;
        int off;
        va_start(ap,A);
        if((result=Locate(A,ap,&off))==OVERFLOW) /* 调用Locate() */
            return result;
        *e=*(A.base+off);
        return OK;
    }
    Status Assign(Array *A,ElemType e,...)
    {
        /* ...依次为各维的下标值，若各下标合法，则将e的值赋给A的指定的元素 */
        va_list ap;
        Status result;
        int off;
        va_start(ap,e);
        if((result=Locate(*A,ap,&off))==OVERFLOW) /* 调用Locate() */
            return result;
        *((*A).base+off)=e;
        return OK;
    }
    
    int main()
    {
        Array A;
        int i,j,k,*p,dim=3,bound1=3,bound2=4,bound3=2; /* a[3][4][2]数组 */
        ElemType e,*p1;
        InitArray(&A,dim,bound1,bound2,bound3); /* 构造3＊4＊2的3维数组A */
        p=A.bounds;
        printf("A.bounds=");
        for(i=0; i<dim; i++) /* 顺序输出A.bounds */
            printf("%d ",*(p+i));
        p=A.constants;
        printf("\nA.constants=");
        for(i=0; i<dim; i++) /* 顺序输出A.constants */
            printf("%d ",*(p+i));
        printf("\n%d页%d行%d列矩阵元素如下:\n",bound1,bound2,bound3);
        for(i=0; i<bound1; i++)
        {
            for(j=0; j<bound2; j++)
            {
                for(k=0; k<bound3; k++)
                {
                    Assign(&A,i*100+j*10+k,i,j,k); /* 将i*100+j*10+k赋值给A[i][j][k] */
                    Value(&e,A,i,j,k); /* 将A[i][j][k]的值赋给e */
                    printf("A[%d][%d][%d]=%2d ",i,j,k,e); /* 输出A[i][j][k] */
                }
                printf("\n");
            }
            printf("\n");
        }
        p1=A.base;
        printf("A.base=\n");
        for(i=0; i<bound1*bound2*bound3; i++) /* 顺序输出A.base */
        {
            printf("%4d",*(p1+i));
            if(i%(bound2*bound3)==bound2*bound3-1)
                printf("\n");
        }
        DestroyArray(&A);
        system("PAUSE");
    }