使用C语言实现vector动态数组的实例分享

下面是使用C语言实现vector动态数组的完整攻略：

什么是vector动态数组

vector是一种动态数组，随着数据的增加，容器动态扩展。vector和数组很相似，但是有个重要的优点，那就是可以动态扩展，放置溢出问题。不过，vector并不是一个内置的C语言数据类型，需要我们通过编程实现。

思路概述

实现一个vector动态数组主要涉及两个方面：存储数据和动态扩展容器大小。

数据可以使用数组来存储，初始容量和每次扩展的大小需要提前定义。

容器的动态扩展需要实时检测已存储数据的大小，如果已经达到容量限制，则需要重新分配更大的内存空间，并将已有数据拷贝到新的内存空间中，释放旧的空间占用。

C语言实现vector动态数组的步骤

1. 定义结构体Vector来表示vector动态数组，并定义成员变量：

typedef struct Vector {
    int *data;      //存储实际数据的数组
    int capacity;   //当前容量
    int size;       //当前元素数量
} Vector;

1. 实现Vector的初始化函数vector_init，在该函数中按指定的的容量capacity给data分配内存，并初始化size为0、capacity为指定的值。

void vector_init(Vector *v, int capacity) {
    v->data = malloc(capacity * sizeof(int));
    v->capacity = capacity;
    v->size = 0;
}

1. 实现向vector中添加元素的函数vector_add，在该函数中按需进行内存扩容，并将新元素添加到data数组的末尾。

void vector_add(Vector *v, int element) {
    if (v->size == v->capacity) {      //如果当前容量已满，则进行动态扩展
        v->capacity *= 2;
        v->data = realloc(v->data, v->capacity * sizeof(int));
    }
    v->data[v->size++] = element;      //向data数组末尾添加元素
}

1. 实现读取vector中元素的函数vector_get，直接返回指定下标对应的data数组中的元素。

int vector_get(Vector *v, int index) {
    return v->data[index];
}

1. 实现修改vector中元素的函数vector_set，直接将指定下标对应的data数组中的元素替换为指定值。

void vector_set(Vector *v, int index, int element) {
    v->data[index] = element;
}

1. 实现释放vector内存的函数vector_free，在该函数中释放data数组占用的空间。

void vector_free(Vector *v) {
   free(v->data);
}

示例说明

示例1：创建一个初始容量为4的vector，并向其中添加元素，逐步验证内存扩容时的容量变化

int main() {
    Vector v;
    vector_init(&v, 4);

    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        vector_add(&v, i);
        printf("v的size=%d, capacity=%d\n", v.size, v.capacity);
    }

    vector_free(&v);
}

运行结果：

v的size=1, capacity=4
v的size=2, capacity=4
v的size=3, capacity=4
v的size=4, capacity=4
v的size=5, capacity=8
v的size=6, capacity=8
v的size=7, capacity=8
v的size=8, capacity=8
v的size=9, capacity=16
v的size=10, capacity=16

可以看到，当容量达到限制时，在vector_add函数中进行了动态扩容操作，并将容量扩大为之前的两倍。

示例2：使用vector动态数组实现插入排序

void insertion_sort(Vector *v) {
    for (int i = 1; i < v->size; i++) {
        int j = i - 1;
        int temp = vector_get(v, i);
        while (j >= 0 && vector_get(v, j) > temp) {
            vector_set(v, j+1, vector_get(v, j));
            j--;
        }
        vector_set(v, j+1, temp);
    }
}

通过调用insertion_sort函数，可以对vector中的元素进行从小到大的排序。

以上就是使用C语言实现vector动态数组的完整攻略，希望能对你有所帮助。