C语言手写集合List的示例代码

下面是详细讲解如何手写C语言的集合List，并附带两个示例。

什么是集合List？

集合是一种数据结构，它可以存储任意类型的数据，并且可以动态地添加、删除和查询数据。其中最常见的集合是列表（List），它可以存储一组相同或不同类型的数据，并且可以根据需要进行扩展和缩减。

List的实现

下面介绍一下如何使用C语言手写一个List。一个List由一个指针和一个大小表示，指向一个数组，存储List中的元素。特别的，使用一个宏定义，定义List中元素的最大长度。

#define MAX_LEN 1000
typedef struct {
    void* data[MAX_LEN];
    int size;
} List;

上述代码定义了一个List结构体，其中void* data[MAX_LEN]表示一个长度为MAX_LEN的数组，该数组存储了List中的元素，int size表示List的大小，即存储了多少个元素。

接下来，我们可以实现List中的主要方法（增加/删除/查询）：

• List *listCreate()：创建一个新的List，并返回指针。
• void listAdd(List* list, void* item)：将一个元素添加到List中。
• void listDelete(List* list, int index)：从List中删除一个元素。
• void* listGet(List* list, int index)：获取List中指定位置的元素。
• int listSize(List* list)：获取List的大小。
• void listDestroy(List* list)：销毁List。

下面是示例代码：

List* listCreate() {
    List* list = (List*) malloc(sizeof(List));
    list->size = 0;
    return list;
}

void listAdd(List* list, void* item) {
    if(list->size == MAX_LEN) {
        return;
    }
    list->data[list->size++] = item;
}

void listDelete(List* list, int index) {
    if(index < 0 || index >= list->size) {
        return;
    }
    list->data[index] = NULL;
    for(int i = index + 1; i < list->size; i++) {
        list->data[i-1] = list->data[i];
        list->data[i] = NULL;
    }
    list->size--;
}

void* listGet(List* list, int index) {
    if(index < 0 || index >= list->size) {
        return NULL;
    }
    return list->data[index];
}

int listSize(List* list) {
    return list->size;
}

void listDestroy(List* list) {
    for(int i = 0; i < list->size; i++) {
        list->data[i] = NULL;
    }
    list->size = 0;
    free(list);
}

示例1

现在我们来看第一个示例，我们将使用上述方法实现一个存储字符串的List，并添加几个元素进行演示。

int main() {
    List* list = listCreate();
    char* s1 = "hello";
    char* s2 = "world";
    listAdd(list, s1);
    listAdd(list, s2);
    printf("list size: %d\n", listSize(list));
    for(int i = 0; i < listSize(list); i++) {
        printf("list[%d]: %s\n", i, (char*) listGet(list, i));
    }
    listDestroy(list);
    return 0;
}

运行上述代码，可以得到以下输出：

list size: 2
list[0]: hello
list[1]: world

示例2

接下来的示例，我们将把List当做一个存储数字的数组，添加一些整数，然后删除一些数据，并输出List的大小和内容。

int main() {
    List* list = listCreate();
    int n1 = 10, n2 = 20, n3 = 30;
    listAdd(list, &n1);
    listAdd(list, &n2);
    listAdd(list, &n3);
    printf("list size: %d\n", listSize(list));
    for(int i = 0; i < listSize(list); i++) {
        int* p = (int*) listGet(list, i);
        printf("list[%d]: %d\n", i, *p);
    }
    listDelete(list, 1);
    printf("list size: %d\n", listSize(list));
    for(int i = 0; i < listSize(list); i++) {
        int* p = (int*) listGet(list, i);
        printf("list[%d]: %d\n", i, *p);
    }
    listDestroy(list);
    return 0;
}

该示例输入对象为整数，在添加完整数之后，中间删除了元素：20 ，然后再输出List。运行代码，可以得到以下输出：

list size: 3
list[0]: 10
list[1]: 20
list[2]: 30
list size: 2
list[0]: 10
list[1]: 30

综上所述，我们以 C 语言手写集合 List 的示例代码为例，讲解了如何手写一个List以及如何操作它，包括其创建、添加、删除、查询和销毁方法，并且通过两个不同的示例展示了如何使用它以及如何逐步更改它。