线性表的基本操作讲解.docx

线性表的基本操作讲解.docx

《线性表的基本操作讲解.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《线性表的基本操作讲解.docx（21页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

线性表的基本操作讲解

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.分析并运行以卞各子程序的主要功能。

程序1：

顺序存储的线性表和运算

#include〈stdio.h>

#defineMAXSIZE100

intlist[MAXSIZE];

intn;

/♦insertinaseqlist*/

intsq_insert（intlist[],int*p_n,inti,intx）

{intj；

if（i<0i>*p_n）return

（1）;

if（*p_n==MAXSIZE）return

（2）;

for（j=*p_n+l;j>i;j—）

list[j]=list[j-l];

list[i]二x;

（*p_n）++;

return（0）;

}

/♦deleteinaseqlist*/

intsq_delete（intlist[],int*p_n,inti）

{intj；

if（i<0i>=*p_n）return

（1）;

for（j=i+1;j<=*p_n;j++）

二listEjl;

（*p_n）--；

return（0）;

}

voidmainO

{inti,x,temp;

printf（"pleaseinputthenumberforn\n"）;

printf（〃n「）；

scanf（，z%d，\&n）;

for（i二0;i<=n;i++）

{printf（"list[%d]二"，i）;

scanf（”％d",&list[i]）;}

printf（z，Thelistbeforeinsertionis\n"）;

for（i二0;i<=n;i++）printf（z，%dz，,list[i]）;

printf（"\n"）;

printf（"pleaseinputthepositionwhereyouwanttoinsertavalue\nposition=〃）；scanf（，z%d，z,&i）;

printf（"pleaseinputthevalueyouwanttoinsert・\nx=z，）;

scanf（，z%d，z,&x）;

temp=sq_insert（list,&n,i,x）;

switch（twmp）

{case0:

printfC'Theinsertionissuccessful!

\n"）;

printf（"Thelistisafterinsertionis\n"）;

for（i=0;i<=n;i++）printf（"%d"Jist[i]）;

printf（"\n"）;

printf（“%d\n",n）;

break;

case1:

case2:

printf（"Theinsertionisnotsuccessful!

\n，z）;break;}

/*deleting*/

printf（"Thelistbeforedeletingis\n"）;

for（i二0;i<=n;i++）printf（z，%dz，,list[i]）;

printf（"\n"）;

printf（"pleaseinputthepositionwhereyouwanttodeleteavalue\nposition=〃）；scanf（，z%d，z,&i）;

temp=sq_delete（list,&n,i）;

switch（twmp）

{case0:

printfC'Thedeletingissuccessful!

\nz/）;

printf（"Thelistisafterdeletingis\n"）;

for（i=0;i<=n;i++）printf（"%d"Jist[i]）;

printf（"\n"）;

printf（“%d",n）;

break;

case1:

printf（"Thedeletingisnotsuccessful!

，z）;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〈stdio.h>

#include〈malloc・h>

struetnode{

chardata;

structnode*next;

};

typedefstructnodeNODE;

/♦Thisfunctioncreatesalink.listwithNnodes.♦/

NODE*create_link_list（intn）

{inti;

NODE*head,*p,*q;

i.f（n==0）returnNULL;

head二（NODE*）malloc（sizeof（NODE））;

p=head;

printf（"Pleaseinput%dcharsforthelinklist\n",n）;

for（i二0;i

{scanf（，z%c"、&（p~>data））;

q=（NODE*）malloc（sizeof（NODE））:

printf（"test3\n"）;p~>next二q;

P二q；}

scanf（，z%c"、&（p->data））;

getchar0;

p->next二NULL;

:

return（head）;}

/♦Thisfunctioninsertsanodewhosevalueisb*/

/♦beforethenodewhosevalueisa,ifthenodeisnotexist,*//♦theninsertiterttheendofthelist*/

voidinsert（NODE**p_head,chara,charb）

{NODE*p,*q;

q=（NODE*）malloc（sizeof（NODE））;

q~>data=b;

q~>next二NULL;

if（*p_head=NULL）*p_head=q;

else

{p=（N0DE*）malloc（sizeof（NODE））;

p=*p_head:

while（p~>data!

=a&&p->next!

=NULL）

p=p">next;

q~>next=p->next;

p->next二q;}

}

/♦Thefunctiondeletesthenodewhosevalueisa,♦/

/*ifsuccess,return0,orreturn1*/

intdeletenode（N0DE**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

{whi.le（q~>data!

=a&&q~>next!

=NULL）

{p=q；

q=q">next;}

if（q->data==a）

{p->next二q->next;

free（q）;

return（0）;}

elsereturn（l）;}

}

voidmainO

{NODE*my_head,*p:

/*createalinklistwithmnodes*/

intm;

charch_a,ch_b;

printf（"pleaseinputthenumberofnodesforthelink_list\nm二"）；scanf;

getchar0;

printf（/ztestl\n"）;

my_head=（NODE*）malloc（sizeof（NODE））;my_head=create_link_list（m）;

/♦Outputthelinklist♦/

printf（〃Thelinklistislike：

\nz，）;

p=my_head;

while（p!

=NULL）

{printf（"$c"、p~>data）;

p=p~>next;

}

printf（"\n"）;

/♦insertanodewhosevalueisbbeforea*/

printf（"Pleaseinputthepositionfora\nch_a="）;

getchar0;

scanf（，z%c，z,&ch_a）;

getchar0;

printf（"Pleaseinputthevaluethatyouwanttoinsert\nch_b="）;scanf（，z%c，z,&ch_b）;

getchar0;

insert（&my_head,ch_a,ch_b）;

printf（〃Thelinklistafterinsertionislike：

\nz，）;p=my_head;

while（p!

=NULL）

{printf（"$c"、p*>data）;

p=p~>next;

}

printf（"\n"）;

/♦deleteanodewhosevalueisa*/

printf（"Pleaseinputthepositionforaa="）;

scanf（，z%c，z,&ch_a）;

getchar0;

deletenode（&my_head,ch_a）;

printf（〃Thelinklistafterdeletingislike：

\n，z）;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

stmcttagNode

{

intdata;

stmcttagNode*pNext;

};

tvpedefstmcttagNode*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//

voiduisertList（pNodehead,//链表头结点

pNodepnode）//要插入的结点

{

pNodepPri=head;

while（pPri->pNext!

=NULL）

{

if（pPri->pNext->datadata）

{

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

voidprmtLuikedList（pNodehead）

{

pNodetenip=head->pNext;

while（temp?

=NULL）

{

prmtf（n%dM,temp->data）;

temp=temp->pNext;

}

}

〃从链表中删除结点

voiddelfoiniList（pNodehead,mtdata）

pNodetenip=head->pNext;

pNodepPri=head;while（temp!

=NULL）

if（temp->data==data）

pPri->pNext=temp->pNext;fiee（temp）;

break;

}

pPri=temp;

temp=temp・>pNext;

pNodehead=（pNode）malloc（sizeof（stnicttagNode））;//给头指l|•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

prmtf（"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（H%cl,\&temp）;

while（temp?

=-l）

pTemp=（pNode）nialloc（sizeof（sti-ucttagNode））;pTemp

pTemp->pNext=NULL;

msertList（head,pTemp）;

scanf（”％cT：

&2mp）;

}

pnntf（”降序排列的链表为：

\n“）;

printLiiikedList（head）;

〃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

〃pnntf（”请输入要删除数，以-1结尾：

”）；

//scanf（n%d,\&temp）;

//wlule（temp!

=-l）

〃{

delfbrniList（head.temp）;

//scaiif（M%d,\&temp）;

〃}

〃pnntf（”删除节点后，链表中剩余数据为：

”）;

//printLuikedList（head）;

//pnntW）;

}

!

1!

、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++）

#iiiclude

usingnamespacestd;

constmtMaxSize=100;

（1）顺序表存储结构的定义（类的产明上、代码）template〃定义模板类SeqList

classSeqList

{

public:

SeqList（）;〃无参构造函数

SeqList（datatypea[],iiitn）;〃有参构造函数

-SeqListQ{}；〃析构函数为空

mtLengthQ;〃求线性表的长度

datatypeGet（mt1）;〃按位查找，取线性表的第i个元素

iiitLocate（datatypeitem）;〃查找元素item

voidIiiseit（mti,datatypeitem）;〃在第i个位置插入元素itemdatatypeDelete（mti）;//删除线性表的第i个元素

voiddisplayO；//遍历线性表，按序号依次输岀各元素private:

datatypedata[MaxSize];〃存放数据元素的数组

mtlengtli;〃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）严

*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）严

*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（datatvpea[],mtn）

{

if（n>MaxSize）

{

cout«-数组元素个数不合法-«endl;

}

for（mti=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算法严

*输入：

插入元素e,插入位置1

*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1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:

:

Iiisen（inti,datatypeitem）

{

mtj;

if（length>=MaxSize）

{

cout«M溢出H«endl;

}

if（ilength+l）

{

cout«Mi不合法！

”<

}

for（j=length;j>=i;j-）

data[j]=data[j-l];

data[i-l]=item;

length++;

}（5）删除线性表中第i个元素算法

严

*输入：

要删除元素位置1

*前置条件：

顺序表存在」要合法

*功能：

删除顺序表中位置为1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）

intitemj;if（length=0）cout«M表为空，无法删除元素!

H«endl;

}

if（ilength）

{cout«Mi不合法!

H«endl;

}item=data[i-1];//获得要删除的兀素值for（j=i；j

length--;

returnitem;

}（6）遍历线性表元素算法

严

*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：

templatevoidSeqList:

:

displayQ

{

if（length==O）

{cout«M表为空，无法输出!

H«endl;

}fbr（inti=O;i

{cout«data[i]«M”；

}

}

（7）获得线性表长度算法

严

*输入：

无

*前置条件：

顺序表存在

*功能：

输出顺序表长度

出：

顺序轰长度

*后置条件：

无

*/

实现代码：

templatemtSeqList:

:

LengtliQ

{

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

mtSeqList:

:

Locate（datatypeitem）

{

for（mti=0;i

〃下标为i的元素等于item,返回其序号讦1return0;〃查找失败

}

（9）获得顺序线性表第1个元素的值严

*输入：

查询元素位置1

*前置条件：

顺序表存在，I要合法

*功能：

按位查找位置为1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（iiiti）

{’

if（i<0||i>lengtli）

{

cout«Mi不合法!

H«endl;

}

elsereturndata[i-l];

}

（10）判表空算法

严

*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:

:

EmptyQ

{

if（length=0）

{

return1;

}

else

{

return0;

}

（11）求直接前驱结点算法

*输入：

要查找的元素"待存放前驱结点值7

*前置条件：

无

*功八能；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：

7值为前驱结点的值

*/

实现代码：

template

mtSeqList:

:

Pre（datatvpeitem）

{

intk=Locate（item）-l;

if（k>0）

returnk;

else

cout«M无前驱结点！

y

}

}

（12）求直接后继结点算法

严

*输入：

要查找的元素"待存放后继结点值7

*前置条件：

无

*功八能；查找该元素的所在位置，获得其后继所在位置。

水输出：

返回其后继结点的位序。

*后置条件：

7值为后继结点的值

*/

实现代码：

template

mtSeqList:

:

Suc（datatypeitem）

{

intk=Locate（item）+l;

if（k>lengtli）

{

cout«M无后继结点!

H«endl;

return0;

}

else

returnk;

}

}

上机实现以上基本操作，写出main（）程序：

用以上基本操作算法，实现A二AUB算法。

（利用函数模板实现）严

*输入：

集合A,集合E

*前置条件：

无

*功能：

实现A=AUB

*输出：

无

*后置条件：

A中添加了E中的元素。

*/

实现代码:

template

SeqListSeqList:

:

Add（SeqList&item）

if（item.EmptyO）

return*tliis;

else

{

mtk=item.Length（）;

mtnum=this->Lengtli（）;