数据结构常用算法实现print.docx

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数据结构常用算法实现print

线性表的顺序表示

程序2_１.ｃ提供了顺序存储结构下线性表的实现。

第1行定义了一个常数值ＭAXSIZE.它是一个常数,表示线性表的最大长度。

第2行把ＥLEMTYPE设置为ｉｎt的一个别名.这样，这个例子就可以使用一组整数了.第3行到第7行包含了线性表的说明。

接下来从第8行到第46行线性表运算函数的定义.

第8到第11行将线性表置成空表，只需简单地将线性表元素个数置成０即可。

由于线性表的长度已经记录在结构成员length中，因此求线性表的长度（第35行到第3８行）只是返回　length的值.

第2０到第2４行是追加函数，函数aｐpend在线性表的表尾插入一个元素.

第1２行到第１9行是插入函数。

在表中第i位置插入一个新元素ｉteｍ时，需将i，ｉ＋1，…，n—1位置上的元素向后移，变成编号为i+1,i+2，…,n，然后将ｉtem插入到第i个位置,且线性表的长度加1。

第25行到第３4行是删除元素。

要删去表中位置i上的元素,同样需要移动表中元素，使原编号为i＋1，i+２,…，n－1的元素变成编号为ｉ,i+1,…，n-２，并将表的长度减1。

第39行到第4６行的函数fiｎd在线性表中查找第一个出现的值为item的元素。

如果值iteｍ找到了,函数返回元素item所在位置1，否则返回—1.

第54行到第６７行是main函数的一个例子，说明了线性表的使用。

57行调用ｃlear函数将线性表清空，第58，５9,60三行调用appeｎd函数追加三个元素，第62行在位置２插入一个元素15，第65行调用ｄeletｅ函数删除位置3的元素。

第4７行到53行的print函数是为了显示线性表中的数据而设置的。

程序2_1．c

1＃ｄｅｆine　MAXSＩZE999

2ﻩtyｐｅdｅfｉnｔELＥMTYPE;

3ｓtruｃtliｓｔ　｛

4ﻩﻩＥLEMTＹPＥ　lｉstaｒray［MAXＳIZE］;

5ｉnt　lｅnｇth；

6ﻩ}；

７ﻩsｔrｕcｔlｉsｔl;

8vｏid　cｌeａr（）

9{

10ﻩﻩｌ．ｌenｇth=　0；

11｝

12ﻩvoidinsｅｒt（ｉntｐos　，ELEＭTＹPE　item）

１３{

14ﻩinti;

1５ﻩfor（i=　l.length;ｉ＞pos;i——）

16ﻩl.listａrｒay[i］=　l.liｓtarray［i—１]；

1７ﻩｌ。

ｌistａrraｙ[pｏｓ]=　ｉtem;

18l.lｅｎgth＋＋;

19ﻩ｝

２0ﻩvoidapｐeｎｄ（EＬEMTYＰEitem）

2１ﻩ{

2２ﻩl。

liｓtaｒraｙ［ｌ．lｅngth+＋］＝item；

2４}

2５ﻩＥLEMTYＰＥ　deｌｅte（inｔｐoｓ）

26ﻩ{

27ﻩinｔｉ;

2８EＬEＭＴYPE　temp；

29ﻩteｍp=　l。

lｉstａｒray［ｐos]；

30ﻩﻩfoｒ（i　＝pos；i<ｌ。

ｌｅngｔｈ-1；i+＋）

３1ﻩﻩl。

ｌｉsｔaｒrａy[i]=ｌ。

ｌistarraｙ[ｉ+1]；

３2l.lｅngtｈ--;

３３ﻩretｕｒｎtemp;｝

３5ﻩｉntlength（）

｛

３7ﻩreｔｕrnl.leｎｇth;｝

3９iｎｔｆiｎd（ELＥMTYＰＥitｅm）

４0{iｎti；

４２foｒ（ｉ=0；i<ｌ。

leｎgｔｈ;i++）

43ﻩﻩiｆ（ｌ.lｉstarｒay[i］　＝=itｅm）

44ﻩrｅｔurｎ　i；

45ﻩﻩrｅturn　-1；　}

47ﻩvoｉdｐrint（）

4８ﻩ｛iｎti;

5０ﻩｆor（i=0；i〈ｌ．lｅngｔｈ;i＋+）

51ﻩﻩpｒintf（”％d”，l．lｉｓtarrａｙ［i］）；

５2pｒinｔf（”\n”）；｝

５4vｏidmain（）

5５｛clrscｒ（）;

57ﻩｃlear（）；

５８appeｎd（1０）；ﻩ／＊Lis　10*／

5９ﻩﻩａｐpend（20）;／*Ｌis（10，20）＊/

６0ａppend（30）；/*Lｉs（10，2０,30）*/

6１ﻩprinｔ（）;

62insert（2，1５）；/＊Liｓ（10，20，1５，30）＊/

63ﻩｐrint（）;

6４ﻩprｉntf（”\n%d”,find（1０0））;

65ﻩﻩpriｎtf（”\n%d\n”，delete（３））;/*Lｉs（10,２0，15）*/

6６　pｒiｎt（）;｝

线性表的链式表示

程序2＿2。

c提供了链式存储结构下线性表的实现。

第３行到第8行包含了线性表中结点的说明,其中eleｍｅｎt表示数据域，存放该结点的数据信息,ｎext为指针域，指明该结点的唯一后继结点在内存中的存放地址,或是在该结点序列中所在的物理位置.线性链表由head和ｔaｉl表示。

接下来从第9行到第７6行线性表运算函数的定义。

第9行到第1４行初始化单链表。

hｅaｄ指针与tail指针指向表头结点。

在单链表的最后一个结点后插入一个结点只要将单链表尾指针tａｉl指向新插入结点,新插入结点成为最后一个结点即可.第15行到第20行函数ａppend实现追加一个新结点到单链表的最后，新结点的元素值为itｅm。

malｌoc是C语言提供的标准函数，其功能是申请存储空间。

设p是指向单链表中一个结点的指针，在p指向的结点后面插入一个结点包括三个步骤。

首先,要创建一个新的结点,并且赋给它一个新的值。

其次,新结点的neｘt指向指针p指向结点的后继结点。

第三,指针ｐ指向的结点的ｎext要指向新插入的结点。

ﻩ第21行到第38行函数inｓert实现在单链表的第i个结点前面插入一个新结点。

新结点的元素值为itｅｍ，ｓ为指向新结点的指针。

算法在实现时，首先查找新结点插入位置，然后根据上面所述修改相应指针。

从单链表删去一个结点只需将被删结点的前趋结点的ｎext域指向被删结点的后继结点即可。

但必须注意,被删结点占据的内存空间应该返回给存储器.因此可设一个临时指针指向要删去的结点，而后调用Ｃ语言提供的标准过程fｒee将被删去的结点占据的内存空间返回给存储器。

第3９行到第5７行的函数deletｅ实现删除结点运算。

第5８行到第6５求单链表中所含结点的个数。

为求单链表的结点个数,我们必须从单链表表头开始，沿着每个结点的链指针,依次向后访问并计数，直到最后一个结点位置。

程序2_2。

c

１ﻩ＃iｎclude〈alloc.h〉

２typeｄeｆ　inｔEＬEMＴYＰE；

3sｔrｕctlist｛

4ELＥMTYPE　ｅlｅment;

５ﻩstruｃtlisｔ*nｅｘｔ；

6｝；

7ﻩsｔrｕctlｉst　*heaｄ；

８ﻩstrｕctlisｔ*tail；

9ﻩvoｉdiｎｉt（）

10ﻩ｛

11ﻩﻩhead　=ｍaｌlｏc（siｚｅｏf（ｓｔruｃtlｉsｔ））;

12ﻩheａd—〉ｎext=NＵLＬ;

13ﻩｔａil=hｅａd；

１4｝

15void　aｐpend（ＥＬEMTYPＥiｔem）

1６ﻩ｛

１7ﻩtail=ｔail—〉nｅｘｔ=（sｔrｕctlisｔ　*）malloc（siｚeoｆ（structlｉst））；

1８ﻩtail－〉elｅmenｔ　=item；

19ﻩtail—〉next　=NULL;

20｝

21intinseｒt（ｉnt　pos，ＥLEMTＹPＥ　iteｍ）

２２ﻩ｛

23ﻩｓtrucｔlｉst＊ｐ,*s；

24ﻩintj;

25ﻩﻩs　=　（sｔruｃtｌｉst*）mａｌloc（ｓizｅoｆ（struct　lisｔ））;

２６ﻩﻩs－>element=ｉteｍ；

27ﻩｐ　=ｈｅａd;

２8ﻩｊ　＝　1;

29ﻩｗｈile（（p！

=NUＬＬ）&＆（j〈pos））｛

3０ﻩﻩp=p－>nｅxt；

31ﻩj＋+;

32ﻩ｝

３３ﻩﻩiｆ（（!

ｐ）||（j〉pｏｓ））retｕｒn0;

３4ﻩs-＞ｎeｘt=p->ｎeｘt；

35p->nｅxt=s;

３6ﻩﻩif（tａil==p）ｔail＝s；

37ｒetuｒｎ　1；

38｝

３9ELEMＴＹPE　deｌetｅ（intpos）

４0ﻩ｛

41ﻩｓtrｕctlist＊p,＊ｑ；

4２ﻩELEMＴYPＥ　teｍp;

43ﻩint　j；

44ﻩｑ＝p；ｐ=heaｄ—>next；

４5ﻩﻩj=1;

４6ﻩｗhile（（p！

=NUＬL）&&（j＜pｏｓ））　{

47q＝p;p=p—＞nｅｘt;

48ﻩﻩj＋+;

4９｝

50ﻩﻩif（（!

p）|｜（j>pos））

51ﻩreturn　0

52q—>ｎｅxt　＝ｐ－>next；

53ﻩtｅmｐ=ｐ—＞element；

54ﻩiｆ（ｔａｉl＝=p）taｉｌ=q;

５5ﻩﻩｆrｅｅ（ｐ）;

5６retuｒn　ｔemp;

５7｝

58iｎtlengｔh（）

59ﻩ｛

60stｒuct　list＊ｐ；

61ﻩint　cnt　＝　0;

６2ﻩｆor　（p＝head-〉nｅｘt；p!

=　NＵLＬ;ｐ　＝p-＞nexｔ）

63ﻩﻩcnt＋+;

6４ﻩﻩreｔurｎcnt;

65｝

6６ﻩint　find（ＥLEMTYＰＥiteｍ）

67{

6８ﻩｓtrucｔlｉst＊p=head—〉next;

69ﻩwhile（ｐ！

=ＮULL）｛

7０ﻩﻩif（ｐ-＞eｌement=＝item）

71ﻩrｅtuｒｎ1；

７2ﻩﻩelse

７3ﻩﻩp=p-〉nexｔ;

74ﻩﻩ}

75ﻩretｕｒn０;

76}

77ﻩvｏidpｒｉnt（）

78ﻩ{

7９ﻩstructlｉsｔ　*ｐ；

8０ｐｒｉntf（”\n"）；

8１ﻩfｏr（p　=ｈead-〉nｅxt;ｐ!

＝ＮULL；p＝p-＞neｘｔ）

82ﻩprintｆ（”％d　",p—〉eｌemeｎt）；

83ﻩ}

84void　ｍａin（）

8５{

86ﻩclrscｒ（）;

87ｉｎit（）；

88ﻩapｐeｎｄ（10）;/*liｓtｉｓ（１0）*/

８9ﻩappend（２0）;／＊ｌｉstiｓ（1０，２0）*/

90apｐｅｎd（30）;／*ｌistiｓ　（1０,20，30）　＊／

91ﻩﻩａppｅｎｄ（４0）;/＊ｌｉstis　（10,20,３0,40）＊/

92insert（3,3５）;ﻩ/＊list　is（10,２０,３0，3５,40）＊/

93ﻩｐrint（）;

９4ﻩﻩprintｆ（"\n％d＼ｎ"，ｄelｅte（4））；/*list　is（10,20，30，35）*／

95ﻩﻩprinｔ（）;

96｝

栈

程序２_3.ｃ是栈数据结构的实现，第3行到第6行包含栈类型的说明，ｔｏp被定义为表示栈中最上面那个元素的位置.

push（第13行到第17行）和pop（第18行到第２２行）只是从tｏp指示的数组中的位置插入和删去一个元素,因为ｔop表示栈顶元素的位置,所以push首先把一个值插入到栈顶位置，然后把top加1。

同样，ｐｏｐ首先把tｏp减1，然后删去栈顶元素。

函数toｐVａlue（第23行到２7行）只是将栈顶元素返回。

如果栈中没有元素,函数ｉsEmpｔy（第28行到第31行）返回1，否则返回0。

程序2_3.c

＃inclｕde　

＃includｅ＜stdio.h>

#ｄefine　ＭAXSＩZE100

tｙpｅdeｆintELEMTYPＥ；

strucｔstack{

ﻩＥLEMＴYPElｉｓtarｒay［MAXSIＺE]；

ﻩinｔtoｐ;

｝；

struct　sｔａｃｋｓ；

vｏidinｉt（）

｛

s．ｔop=0;

}

voidpｕｓh（ELEMTYPEitｅm）

｛

assert（s。

top＜MＡXSIZＥ）；

s.liｓtaｒｒay［s。

top++]　=iｔｅm；

}

EＬＥMTＹPEｐop（）

{

ﻩintisEmpｔy（）；

asｓert（！

ｉｓEｍptｙ（））；

returns.lｉstarray［—-s.top]；

}

ELEMTYPE　ｔｏpVａｌue（）

{

ﻩｉnｔisＥmpty（）；

ａsseｒｔ（!

isＥmpty（））；

retuｒn　ｓ.listarraｙ[ｓ。

top－1］；

｝

iｎtisEmpｔｙ（）

｛

reｔurns.ｔｏｐ＝=0；

}

vｏiｄmaiｎ（）

{

init（）;

push（10）；/＊ｓis（10）　＊/

ﻩpuｓh（20）;／＊sｉs　（20,10）*/

prｉntf（"%d"，topValｕe（））;/＊rｅturntｏpeｌement　20*/

ｐｒintf（"\n＂）；

priｎtｆ（＂％d"，pop（））；ﻩ/＊s　is（10）　*/

｝

程序2_４．c给出了链式栈表示和各种运算的算法。

其中toｐ是指向链式栈第一个结点（栈顶）的指针。

进栈操作（第13行到第21行）首先申请一个新结点，并初始化该结点,然后修改新产生的结点的neｘｔ域指向栈顶，并设置toｐ指向新的链表结点。

第22行到第3２行是出栈操作.变量ｔemp用来存储栈顶结点的值，ｌtｅmp用于在删去栈顶结点时保持与栈的链接，它指向当前栈顶链接到的结点。

此时把原来的栈顶结点释放回内存,恢复toｐ等于lｔeｍp.也就是指向原来栈顶链接的结点,原来栈顶的值ｔemp作为ｐop函数的返回值.

程序2_4.c

　　＃ｉncluｄe

ｈ＞

　＃inclｕｄｅ〈stdio．h>

ﻩ＃ｉｎｃlｕde〈asseｒt．h>

ﻩtypedef　inｔELEMTＹPE；

ﻩstrｕｃtnode｛

ﻩﻩEＬEMTＹPEｅleｍ；

stｒuct　nｏde＊nexｔ；

ﻩ｝;

ﻩｓtrucｔnｏdｅ＊ｔｏｐ；

voiｄiniｔ（）

｛

ﻩtop　＝ＮULL;

ﻩ｝

ﻩvｏiｄpush（ELEMTYPＥitem）

｛

stｒuctnodｅ*p；

ﻩｉｆ（（p=（ｓtructnode＊）malｌoc（sizeｏf（sｔructnodｅ）））！

=NULL）｛

ﻩﻩp—＞ｅlem=　iｔeｍ；

ﻩﻩp—>next　＝tｏｐ；

ﻩﻩﻩｔop=p；

ﻩ｝

ﻩ}

ﻩELEＭTYPEpop（）

ﻩ{

ﻩﻩｉnｔﻩｉsEmpty（）；

ﻩﻩＥLＥMＴYＰE　tｅmp；

sｔｒuctnｏdｅ＊lｔemp;

asｓert（！

isEｍpｔy（））；

ﻩtemp＝top—〉eｌem；

ﻩﻩltemp=tｏp—〉ｎｅｘt;

ﻩﻩfree（toｐ）;

ﻩﻩtｏp=ｌteｍp;

ﻩrｅturnｔeｍp;

}

ELEMＴＹPEtoｐVａlue（）

{

ﻩﻩintisEmｐty（）；

ａsｓeｒt（!

iｓＥｍpｔｙ（））;

ﻩreturntop—〉elｅm;

ﻩ｝

iｎtisEmptｙ（）

｛

ﻩｒeturntop==NＵLL；

｝

ｖoｉdｍain（）

{

inｉt（）；

ﻩｐush（1０）;/＊s　is（10）　*/

ﻩpush（20）;/*s　ｉs　（２０，1０）*／

ﻩﻩpush（３0）；　/＊　ｓis（3０,20,1０）　＊／

ｐriｎｔf（"%d\n",toｐＶａｌue（））;

ﻩprintf（"%d\n”,ｐop（））；/*sis（20，1０）＊/

ﻩ｝

队列

在程序2_５.c中，q表示循环队列（第3行到第9行）,其队头与队尾指示变量分别为fｒont和rear。

队列中的元素类型为inｔ（第3行）.函数enｑueue（第１4行到第19行）执行队列的插入操作，参数item是插入队列的元素.当队列不满时,ｅnqueue首先移动队尾指针，然后将item置入rear所指位置。

函数dｅqueue（第20行到２５行）执行队列的删除操作,返回从队列中取出的元素。

函数fiｒstＶａlｕe（第26行到第30行）返回队列头元素。

程序2_5.c

＃ｉｎcｌｕde〈assert．h>

＃iｎclude

＃ｄefiｎeMAXSＩZE１0０

typeｄｅｆiｎｔELＥMTYPE；

ｓtｒuctqueue{

ｉnｔfront;

ﻩｉｎｔ　ｒｅaｒ；

ﻩＥLＥMＴYPEelem［MAXSIZＥ]；

}；

sｔruct　queue　q；

voiｄｉnit（）

{

　ｑ．ｆroｎt　=q．rear=0；

｝

voiｄ　ｅｎqueue（ELEMTＹPEiｔｅm）

{

assｅrｔ（（（q．ｒear+1）　%MAXSIＺE）　！

=q.front）；

ﻩq．rear=（q。

rear+　1）　％MAＸSIZE；／＊incremｅｎtrear＊/

q。

ｅlem[q.rｅａｒ］＝iｔｅm;

}

ＥLEMTＹPＥdequeuｅ（）/＊dequeueｅleｍentｆro　fｒｏｎｔ　ofqｕeue＊/

｛

ﻩｉntisＥmpty（）；

ﻩａsseｒt（！

isEｍpty（））；ﻩ/＊　therｅ　muｓtbeｓomethiｎgｔｏdeqｕeｕe　*／

ﻩq．ｆroｎt　=（q。

front＋1）％MAXSIＺＥ；/*incｒemｅnｔ　ｆrｏｎt＊/

ｒｅturｎq.elem[q。

front］；/*rｅtuｒｎ　vaｌue*/

ﻩ｝

ELＥMTYＰEfirstValue（）/＊getvalue　offroｎｔ　ｅlemenｔ＊/

ﻩ｛

ﻩintｉｓEmpty（）；

ａssert（！

iｓEmｐty（））；

ﻩreturnq．elｅm[（q.frｏnt+1）％　MAXSＩZE］;

｝

ﻩint　isＥmpｔy（）ﻩ/*TRUE　ｉsqueueis　emｐty*/

｛

ﻩﻩreturn　q.front　=＝ｑ.ｒｅar;

}

ﻩvoid　main（）

ﻩ{

ﻩinｉt（）;

ﻩﻩeｎquｅue（１0）；ﻩ/*ｑis（10）＊/

ﻩenqueue（20）;ﻩ/*qiｓ（10，20）*/

ﻩﻩｅnquｅｕe（３0）;/＊qis　（10，２０，30）*/

ﻩprｉnｔf（"%d\ｎ”，firstＶａlue（））;ﻩ／*ｗｉlldisplay　10　＊/

ﻩﻩｐriｎｔｆ（"％ｄ\n”，dequeｕe（））；ﻩ/＊　willｄｉspｌａ10*／

ﻩ}

程序２＿6．c给出了链式队列的说明和函数的实现。

fｒont和rｅaｒ分别是指向队首和队尾元素的指针.链式队列的实现不需要表头结点，当队列为空时,指针ｆronｔ和reaｒ的值均为空（ＮＵLL）。

当在队列中插入一个结点时（第14行到27行），新结点链入rear所指结点的next域,并使rear指向新的结点。

如果在插入之前队列为空,则指针froｎt指向新插入的结点。

当从队列中删除一个结点时（第２8行到3７行）,要把fｒont所指结点的neｘt域的值赋给fｒｏnt,并且释放这个结点。

如果删除之后队列为空，则置指针rear为空（ＮULL）。

程序２_6。

c

ﻩ#include　＜maｌlｏc。

h〉

＃inclｕdｅ＜stｄｉo。

h〉

＃inclｕｄe<ａssert.ｈ〉

typｅdefintELEMTＹＰE;

stｒuct　nｏｄｅ｛

ﻩELEMTYPＥｅlem；

ﻩｓtｒuct　nｏde*ｎｅxt;

}；

ﻩstructnode　*fｒont;

stｒuｃｔｎoｄe*reａr;

ﻩｖoiｄiｎｉt（）

ﻩ｛

ﻩﻩrｅar=frｏnt＝NULＬ；

｝

ﻩvｏｉd　enqｕｅue（ELEＭTＹPEitｅｍ）

ﻩ｛

ｉf　（rｅａr!

=NULL）{

ﻩｒear－>nｅxt=（sｔｒuct　ｎode　*）mａllｏc（siｚeof（sｔrｕct　nodｅ））；

rear—〉ｎｅxｔ—＞elem＝　iteｍ；

ﻩﻩreａr－>next—>nｅxｔ　=ＮＵＬL;

ﻩrｅar　=reａr—〉neｘt；

ﻩ｝

else｛

ﻩﻩﻩfｒｏｎt=ｒear=（strucｔｎｏde　*）mａlｌｏc（sizeｏf（sｔｒuｃtｎode））;

ｆroｎt—>eleｍ=iｔeｍ;

ﻩfronｔ-〉nexｔ　＝NUＬＬ；

ﻩ｝

}

ELEＭTＹPEdequeue（）

ﻩ｛

ﻩﻩｉnt　ｉsEmptｙ（）;

ＥＬEMTYＰEtemp　=ｆroｎt->ｅlem；

ﻩｓｔruｃt　node*ltｅmp=fronｔ;

ﻩassert（!

iｓEmｐty（））；

ﻩfronｔ=frｏnt—〉neｘt；

ﻩﻩfrｅe（lteｍp）；

ﻩif　（ｆront=＝NULＬ）ｒear=NUＬL；

ﻩｒｅtuｒnｔemｐ；

｝

ＥLEMＴYPEfirsｔＶaｌue（）

ﻩ｛

intiｓEmpty（）；

ﻩﻩassert（！

isEmpty（））；

rｅtuｒｎfrｏnｔ-＞elem；

｝

ﻩintｉsＥmpty（）

{

reｔurnfroｎt==NULＬ；

ﻩ｝

ｖoid　maiｎ（）

｛

ﻩﻩｉｎｉt（）;

ｅnqueuｅ（10）；

ﻩﻩenqueue（20）;

ﻩenqueue（30）；

ﻩprｉｎｔｆ（”％ｄ＼n”，ｆirstValｕe（））;

ﻩpｒｉntf（"%d\n＂，ｄequeue（））;

｝

稀疏矩阵

程序3＿1.c是按照快速转置算法求矩阵的转置。

程序第2行给出稀疏矩阵ａ的三元组表表示.函数FastTranｓposｅ按照快速转置算法思想将稀疏矩阵a转置为稀疏矩阵b，b也表示为三元组表形式。

第11行到第13行计算矩阵a的每一列的非零元素个数。

第15行计算a中每一列第一个非零元素在ｂ中的起始位置.第16行第22行对a中的元素依此进行转置。

程序３＿1。

c

1#defineMAXCＯL１00

2ﻩiｎta[]［3］＝｛｛7，6，8｝,｛0，0，5}，｛0，3，2}，{0，5，8}，{１，１,6｝，

ﻩﻩ　｛1，2，9｝,{2，3，3},｛４，０,9}，