数据结构算法C语言实现（十七）--- 5.1&5.2数组：定义、顺序表示及实现

　　一.简述

　　理解数组位置的计算公式

　　　　LOC(j₁, j₂, ···, j_n) = LOC(0, 0, ..., 0) + (b₂ x ··· x b_n x j₁ + b₃ x ··· x b_n x j₂ + ··· + b_n x j_n-1 + j_n)L

　　化简为　　　　　　　　　　　

　　 　　

　　可以缩写成

　　　　

　　其中 c_n = L,c_i-1 = b_i x c_i, 1<i≤n。

　　二.头文件

//5_2.h
/**
author:zhaoyu
date:2016-6-15
*/
//----数组的顺序存储表示----
#include "head.h"
#include <stdarg.h>//表准头文件，提供宏va_start,va_arg和va_end
#define MAX_ARRAY_DIM 8//用于存取变长参数表
#define ElemType int
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，有InitArray分配
    int *constants;//数组映像函数常量基址，由InitArray分配
}Array;
void test(int x1, ...)
{//测试 stdarg
    va_list ap;
    va_start(ap, x1);
    for (int i = 0; i < x1; i++)
    {
        printf("%d	", va_arg(ap, int));
    }
    printf("
");
}

//----基本操作的算法描述----
Status InitArray(Array &A, int dim, ...)
{//若位数 dim 和各维度长度合法，则构造相应的数组A，并返回 OK
    if (dim < 1 || dim > MAX_ARRAY_DIM)
    {
        return ERROR;
    }
    A.dim = dim;
    A.bounds = (int *)malloc(dim * sizeof(int));
    if (!A.bounds)
    {
        exit(OVERFLOW);
    }
    //各维度长度合法，则存入A.bounds,并求出A的元素总数elemtotal
    int elemtotal  = 1;
    va_list ap;
    va_start(ap, dim);//ap 为 va_list 类型，是存放变长参数表信息的数组
    for (int i = 0; i < dim; i++)
    {
        A.bounds[i] = va_arg(ap, int);
        if (A.bounds[i] < 0)
        {
            return ERROR;
        }
        elemtotal *= A.bounds[i];
    }
    va_end(ap);
    A.base = (ElemType *)malloc(elemtotal * sizeof(ElemType));
    if (!A.base)
    {
        exit(OVERFLOW);
    }
    //求映像函数的常数 Ci,存入 A.constant[i-1], i = 1,...,dim
    A.constants = (int *)malloc(dim * sizeof(int));
    A.constants[dim-1] = 1;//L=1
    for (int 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)
    {
        return ERROR;
    }
    free(A.base);
    A.base = NULL;
    if (!A.bounds)
    {
        return ERROR;
    }
    free(A.bounds);
    A.bounds = NULL;    
    if (!A.constants)
    {
        return ERROR;
    }
    free(A.constants);
    A.constants = NULL;
    return OK;
}
Status Locate(Array A, va_list ap, int &off)
{//若 ap 指示的各下标之合法， 则求出该元素在 A 的相对地址 off
    off = 0;
    for (int i = 0; i < A.dim; ++i)
    {
        int index = va_arg(ap, int);
        if (index < 0 || index > A.bounds[i])
        {
            return OVERFLOW;
        }
        off += A.constants[i]*index;
    }
    return OK;
}
Status Value(Array A, ElemType &e, ...)
{// A 是 n 维数组，e 为元素变量，随后是 n 个下标值
//若各下标不越界，则 e 赋值为所指定的 A 的元素值， 并返回 OK
    va_list ap;
    va_start(ap, e);
    int result = 0, off;
    if ((result = Locate(A, ap, off))<=0)
    {
        return result;
    }
    e = *(A.base + off);
    return OK;
}
Status Assign(Array &A, ElemType e, ...)
{// A 是 n 维数组，e 为元素变量，随后是 n 个下标值
//若各下标不越界，则 e 赋给所指定的 A 的元素， 并返回 OK
    va_list ap;
    va_start(ap, e);
    int result, off;
    if ((result = Locate(A, ap, off)) <= 0)
    {
        return result;
    }
    *(A.base + off) = e;
    return OK;
}

　　三.CPP文件

//5_2.cpp
/**
author:zhaoyu
date:2016-6-15
*/
#include "5_2.h"
int main(int argc, char const *argv[])
{
    test(3, 1, 2, 3);
    Array A;
    InitArray(A, 3, 4, 2, 2);
    for (int i = 0; i < 4; ++i)
    {
        for (int j = 0; j < 2; ++j)
        {
            for (int k = 0; k < 2; ++k)
            {
                Assign(A, 100*i+j*10+k, i, j, k);
            }
        }
    }
    for (int i = 0; i < 4; ++i)
    {
        printf("
");
        for (int j = 0; j < 2; ++j)
        {
            for (int k = 0; k < 2; ++k)
            {
                int e;
                Value(A, e, i, j, k);
                printf("%d-%d-%d	%d
", i, j, k, e);
            }
        }
    }    
    return 0;
}

　　四.测试