线性表的基本操作.docx
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线性表的基本操作.docx
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线性表的基本操作
实验二线性表的基本操作
一、实验目的
1.掌握用C++/C语言调试程序的基本方法。
2.掌握线性表的顺序存储和链式存储的基本运算,如插入、删除等。
二、实验要求
1.C++/C完成算法设计和程序设计并上机调试通过。
2.撰写实验报告,提供实验结果和数据。
3. 分析算法,要求给出具体的算法分析结果,包括时间复杂度和空间复杂度,并简要给出算法设计小结和心得。
三、实验内容:
1.分析并运行以下各子程序的主要功能。
程序1:
顺序存储的线性表和运算
#include
#defineMAXSIZE100
intlist[MAXSIZE];
intn;
/*insertinaseqlist*/
intsq_insert(intlist[],int*p_n,inti,intx)
{intj;
if(i<0||i>*p_n)return
(1);
if(*p_n==MAXSIZE)return
(2);
for(j=*p_n+1;j>i;j--)
list[j]=list[j-1];
list[i]=x;
(*p_n)++;
return(0);
}
/*deleteinaseqlist*/
intsq_delete(intlist[],int*p_n,inti)
{intj;
if(i<0||i>=*p_n)return
(1);
for(j=i+1;j<=*p_n;j++)
list[j-1]=list[j];
(*p_n)--;
return(0);
}
voidmain()
{inti,x,temp;
printf("pleaseinputthenumberforn\n");
printf("n=");
scanf("%d",&n);
for(i=0;i<=n;i++)
{printf("list[%d]=",i);
scanf("%d",&list[i]);}
printf("Thelistbeforeinsertionis\n");
for(i=0;i<=n;i++)printf("%d",list[i]);
printf("\n");
printf("pleaseinputthepositionwhereyouwanttoinsertavalue\nposition=");
scanf("%d",&i);
printf("pleaseinputthevalueyouwanttoinsert.\nx=");
scanf("%d",&x);
temp=sq_insert(list,&n,i,x);
switch(temp)
{case0:
printf("Theinsertionissuccessful!
\n");
printf("Thelistisafterinsertionis\n");
for(i=0;i<=n;i++)printf("%d",list[i]);
printf("\n");
printf("%d\n",n);
break;
case1:
case2:
printf("Theinsertionisnotsuccessful!
\n");break;}
/*deleting*/
printf("Thelistbeforedeletingis\n");
for(i=0;i<=n;i++)printf("%d",list[i]);
printf("\n");
printf("pleaseinputthepositionwhereyouwanttodeleteavalue\nposition=");
scanf("%d",&i);
temp=sq_delete(list,&n,i);
switch(temp)
{case0:
printf("Thedeletingissuccessful!
\n");
printf("Thelistisafterdeletingis\n");
for(i=0;i<=n;i++)printf("%d",list[i]);
printf("\n");
printf("%d",n);
break;
case1:
printf("Thedeletingisnotsuccessful!
");break;}
}
2.分析并运行以下各子程序的主要功能。
程序2链式存储的线性表和运算
#include
#include
structnode{
chardata;
structnode*next;
};
typedefstructnodeNODE;
/*Thisfunctioncreatesalink_listwithNnodes.*/
NODE*create_link_list(intn)
{inti;
NODE*head,*p,*q;
if(n==0)returnNULL;
head=(NODE*)malloc(sizeof(NODE));
p=head;
printf("Pleaseinput%dcharsforthelinklist\n",n);
for(i=0;i {scanf("%c",&(p->data)); q=(NODE*)malloc(sizeof(NODE)); printf("test3\n"); p->next=q; p=q;} scanf("%c",&(p->data)); getchar(); p->next=NULL; return(head);} /*Thisfunctioninsertsanodewhosevalueisb*/ /*beforethenodewhosevalueisa,ifthenodeisnotexist,*/ /*theninsertitattheendofthelist*/ voidinsert(NODE**p_head,chara,charb) {NODE*p,*q; q=(NODE*)malloc(sizeof(NODE)); q->data=b; q->next=NULL; if(*p_head==NULL)*p_head=q; else {p=(NODE*)malloc(sizeof(NODE)); p=*p_head; while(p->data! =a&&p->next! =NULL) p=p->next; q->next=p->next; p->next=q;} } /*Thefunctiondeletesthenodewhosevalueisa,*/ /*ifsuccess,return0,orreturn1*/ intdeletenode(NODE**p_head,chara) {NODE*p,*q; q=*p_head; if(q==NULL)return (1); if(q->data==a) {*p_head=q->next; free(q); return(0);} else {while(q->data! =a&&q->next! =NULL) {p=q; q=q->next;} if(q->data==a) {p->next=q->next; free(q); return(0);} elsereturn (1);} } voidmain() {NODE*my_head,*p; /*createalinklistwithmnodes*/ intm; charch_a,ch_b; printf("pleaseinputthenumberofnodesforthelink_list\nm="); scanf("%d",&m); getchar(); printf("test1\n"); my_head=(NODE*)malloc(sizeof(NODE)); my_head=create_link_list(m); /*Outputthelinklist*/ printf("Thelinklistislike: \n"); p=my_head; while(p! =NULL) {printf("%c",p->data); p=p->next; } printf("\n"); /*insertanodewhosevalueisbbeforea*/ printf("Pleaseinputthepositionfora\nch_a="); getchar(); scanf("%c",&ch_a); getchar(); printf("Pleaseinputthevaluethatyouwanttoinsert\nch_b="); scanf("%c",&ch_b); getchar(); insert(&my_head,ch_a,ch_b); printf("Thelinklistafterinsertionislike: \n"); p=my_head; while(p! =NULL) {printf("%c",p->data); p=p->next; } printf("\n"); /*deleteanodewhosevalueisa*/ printf("Pleaseinputthepositionforaa="); scanf("%c",&ch_a); getchar(); deletenode(&my_head,ch_a); printf("Thelinklistafterdeletingislike: \n"); p=my_head; while(p! =NULL) {printf("%c",p->data); p=p->next; } printf("\n"); } 3.运行以下程序并分析各子函数的主要功能。 #include #include structtagNode { intdata; structtagNode*pNext; }; typedefstructtagNode*pNode; //将结点插入到链表的适当位置,这是一个降序排列的链表 // voidinsertList(pNodehead,//链表头结点 pNodepnode)//要插入的结点 { pNodepPri=head; while(pPri->pNext! =NULL) { if(pPri->pNext->data { pnode->pNext=pPri->pNext; pPri->pNext=pnode; break; } pPri=pPri->pNext; } if(pPri->pNext==NULL)//如果要插入的结点最小 { pPri->pNext=pnode; } } //输出链表 voidprintLinkedList(pNodehead) { pNodetemp=head->pNext; while(temp! =NULL) { printf("%d",temp->data); temp=temp->pNext; } } //从链表中删除结点 voiddelformList(pNodehead,intdata) { pNodetemp=head->pNext; pNodepPri=head; while(temp! =NULL) { if(temp->data==data) { pPri->pNext=temp->pNext; free(temp); break; } pPri=temp; temp=temp->pNext; } } voidmain() { pNodehead=(pNode)malloc(sizeof(structtagNode));//给头指针分配空间 pNodepTemp=NULL; inttemp; head->pNext=NULL;//比较好的习惯就是分配好空间,马上赋值 printf("请输入要放入链表中的数据,以-1结尾: "); //读入数据,以-1结尾,把数据插入链表中 scanf("%d",&temp); while(temp! =-1) { pTemp=(pNode)malloc(sizeof(structtagNode)); pTemp->data=temp; pTemp->pNext=NULL; insertList(head,pTemp); scanf("%d",&temp); } printf("降序排列的链表为: \n"); printLinkedList(head); printf("\n"); //下面的代码当删除函数编写成功后,可以取消注释,让其执行,主要是调用函数实现链表结点的删除 //printf("请输入要删除数,以-1结尾: "); //scanf("%d",&temp); //while(temp! =-1) //{ //delformList(head,temp); //scanf("%d",&temp); //} //printf("删除节点后,链表中剩余数据为: "); //printLinkedList(head); //printf("\n"); } 四、思考与提高 试将以上链表改为有序表,并分析有序表有哪些显著的优点和缺点? 库函数载和常量定义: (代码,C++) #include usingnamespacestd; constintMaxSize=100; (1)顺序表存储结构的定义(类的声明): (代码) template classSeqList { public: SeqList();//无参构造函数 SeqList(datatypea[],intn);//有参构造函数 ~SeqList(){};//析构函数为空 intLength();//求线性表的长度 datatypeGet(inti);//按位查找,取线性表的第i个元素 intLocate(datatypeitem);//查找元素item voidInsert(inti,datatypeitem);//在第i个位置插入元素item datatypeDelete(inti);//删除线性表的第i个元素 voiddisplay();//遍历线性表,按序号依次输出各元素 private: datatypedata[MaxSize];//存放数据元素的数组 intlength;//线性表的长度 }; (2)初始化顺序表算法实现(不带参数的构造函数) /* *输入: 无 *前置条件: 顺序表不存在 *功能: 构建一个顺序表 *输出: 无 *后置条件: 表长为0 */ 实现代码: template SeqList : SeqList() { length=0; } (3)顺序表的建立算法(带参数的构造函数) /* *输入: 顺序表信息的数组形式a[],顺序表长度n *前置条件: 顺序表不存在 *功能: 将数组a[]中元素建为长度为n的顺序表 *输出: 无 *后置条件: 构建一个顺序表 */ 实现代码: template SeqList : SeqList(datatypea[],intn) { if(n>MaxSize) { cout<<"数组元素个数不合法"< } for(inti=0;i data[i]=a[i]; length=n; }(4)在顺序表的第i个位置前插入元素e算法 /* *输入: 插入元素e,插入位置i *前置条件: 顺序表存在,i要合法 *功能: 将元素e插入到顺序表中位置i处 *输出: 无 *后置条件: 顺序表插入新元素,表长加1 */ 实现代码: template voidSeqList : Insert(inti,datatypeitem) { intj; if(length>=MaxSize) { cout<<"溢出"< } if(i<1||i>length+1) { cout<<"i不合法! "< } for(j=length;j>=i;j--) data[j]=data[j-1]; data[i-1]=item; length++; }(5)删除线性表中第i个元素算法 /* *输入: 要删除元素位置i *前置条件: 顺序表存在,i要合法 *功能: 删除顺序表中位置为i的元素 *输出: 无 *后置条件: 顺序表册除了一个元素,表长减1 */ 实现代码: template datatypeSeqList : Delete(inti) { intitem,j; if(length==0) { cout<<"表为空,无法删除元素! "< } if(i<1||i>length) { cout<<"i不合法! "< } item=data[i-1];//获得要删除的元素值 for(j=i;j data[j-1]=data[j];//注意数组下标从0记 length--; returnitem; }(6)遍历线性表元素算法 /* *输入: 无 *前置条件: 顺序表存在 *功能: 顺序表遍历 *输出: 输出所有元素 *后置条件: 无 */ 实现代码: template voidSeqList : display() { if(length==0) { cout<<"表为空,无法输出! "< } for(inti=0;i { cout< } } (7)获得线性表长度算法 /* *输入: 无 *前置条件: 顺序表存在 *功能: 输出顺序表长度 *输出: 顺序表长度 *后置条件: 无 */ 实现代码: template intSeqList : Length() { returnLength; } (8)在顺序线性表中查找e值,返回该元素的位序算法 /* *输入: 查询元素值e *前置条件: 顺序表存在 *功能: 按值查找值的元素并输出位置 *输出: 查询元素的位置 *后置条件: 无 */ 实现代码: template intSeqList : Locate(datatypeitem) { for(inti=0;i if(data[i]==item) returni+1; //下标为i的元素等于item,返回其序号i+1 return0;//查找失败 } (9)获得顺序线性表第i个元素的值 /* *输入: 查询元素位置i *前置条件: 顺序表存在,i要合法 *功能: 按位查找位置为i的元素并输出值 *输出: 查询元素的值 *后置条件: 无 */ 实现代码: template datatypeSeqList : Get(inti) { if(i<0||i>length) { cout<<"i不合法! "< } elsereturndata[i-1]; } (10)判表空算法 /* *输入: 无 *前置条件: 无 *功能: 判表是否为空 *输出: 为空返回1,不为空返回0 *后置条件: 无 */ 实现代码: template boolSeqList : Empty() { if(length==0) { return1; } else { return0; } } (11)求直接前驱结点算法 /* *输入: 要查找的元素e,待存放前驱结点值e1 *前置条件: 无 *功能: 查找该元素的所在位置,获得其前驱所在位置。 *输出: 返回其前驱结点的位序。 *后置条件: e1值为前驱结点的值 */ 实现代码: template intSeqList : Pre(datatypeitem) { intk=Locate(item)-1; if(k>0) returnk; else { cout<<"无前驱结点! "< return0; } } (12)求直接后继结点算法 /* *输入: 要查找的元素e,待存放后继结点值e1 *前置条件: 无 *功能: 查找该元素的所在位置,获得其后继所在位置。 *输出: 返回其后继结点的位序。 *后置条件: e1值为后继结点
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