抽象數據類型 Triplet 的 C 語言完整實現與解析

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抽象數據類型 Triplet 的 C 語言完整實現與解析

Triplet（三元組）是線性表的一種特例，固定包含三個元素。本文展示一個符合 ADT 規範的完整 C 實現，涵蓋初始化、銷毀、存取、遍歷、排序判斷、最大/最小值查找等核心操作。

核心數據結構定義

#define ERROR 0
#define OK 1
typedef int Status;
typedef int ElemType;
typedef ElemType *Triplet; // 三元組本質是指向動態數組的指針

關鍵操作實現詳解

1. 初始化與銷毀：動態內存管理

Status InitTriplet(Triplet *T, ElemType v0, ElemType v1, ElemType v2) {
    *T = (ElemType *)malloc(3 * sizeof(ElemType));
    if (!*T) exit(-1); // 內存分配失敗終止程序
    (*T)[0] = v0; (*T)[1] = v1; (*T)[2] = v2;
    return OK;
}

Status DestroyTriplet(Triplet *T) {
    free(*T);
    *T = NULL; // 防止野指針
    return OK;
}

注意：傳遞 Triplet *T（二級指針）以便在函數內修改主調函數中的指針值。

2. 存取操作：下標邊界檢查

Status Get(Triplet T, int i, ElemType *e) { // 讀取第 i 個元素 (1~3)
    if (i < 1 || i > 3 || T == NULL) return ERROR;
    *e = T[i - 1]; // 內部 0-based 索引
    return OK;
}

Status Put(Triplet T, int i, ElemType e) { // 修改第 i 個元素
    if (T == NULL || i < 1 || i > 3) return ERROR;
    T[i - 1] = e; // 同樣需轉換索引
    return OK;
}

原代碼中 Put 存在 T[i] = e 的越界錯誤，此處已修正。

3. 狀態查詢：有序性判斷

Status IsAscending(Triplet T) { // 非遞減
    return (T[0] <= T[1] && T[1] <= T[2]);
}
Status IsDescending(Triplet T) { // 非遞增
    return (T[0] >= T[1] && T[1] >= T[2]);
}

4. 極值查找：三元比較邏輯

Status Max(Triplet T, ElemType *e) {
    *e = (T[0] > T[1] ? T[0] : T[1]);
    *e = (*e > T[2]) ? *e : T[2];
    return OK;
}
// Min 邏輯對稱

主程序演示流程

void main() {
    Triplet T;
    ElemType val, maxVal, minVal;
    Status stat;

    stat = InitTriplet(&T, 0, 1, 2); // 初始化 0,1,2
    Get(T, 1, &val);                 // 讀取首元素 → 0
    Put(T, 1, 5);                    // 修改首元素為 5 → 三元組變 5,1,2
    Show(T);                         // 遍歷輸出

    // 判斷有序性
    printf(IsAscending(T) ? "升序\n" : "非升序\n");   // 非升序
    printf(IsDescending(T) ? "降序\n" : "非降序\n"); // 非降序

    Max(T, &maxVal);                 // 最大值 5
    DestroyTriplet(&T);              // 釋放內存
    // 錯誤演示：Min(T, &minVal) 在 Destroy 後調用 → 訪問已釋放內存，行為未定義
}