第三次作业：顺序表与链表

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这个作业要求在哪里	https://edu.cnblogs.com/campus/qdu/DS2020/homework/11232
这个作业的目标	<理解线性表顺序表和链表，并且掌握顺序表与链表的建立插入删除元素的算法>
学号	2018204248
一、实验目的

1.掌握线性表中元素的前驱、后续的概念。

2.掌握顺序表与链表的建立、插入元素、删除表中某元素的算法。

3.对线性表相应算法的时间复杂度进行分析。

4、理解顺序表、链表数据结构的特点（优缺点）。

二、实验预习

1.说明以下概念

线性表： 线性表（linear list）是最基本最简单也是最常用的一种数据结构，一个线性表是n个具有相同特性的数据元素的有限序列，线性表中数据元素之间的关系是一对一的。

顺序表： 顺序表是将表中的结点依次存放在计算机内存中一组地址连续的存储单元中，即采用顺序存储结构的线性表简称为顺序表。

链表： 链表是一种物理存储单元上非连续、非顺序的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接次序实现的。

三、实验内容和要求

1.阅读下面程序，在横线处填写函数的基本功能。并运行程序，写出结果。

#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
#define ERROR 0
#define OK 1

#define INIT_SIZE 5     /*初始分配的顺序表长度*/
#define INCREM 5        /*溢出时，顺序表长度的增量*/
typedef  int ElemType;  /*定义表元素的类型*/
typedef struct Sqlist{
	ElemType *slist;      /*存储空间的基地址*/
	int length;           /*顺序表的当前长度*/
	int listsize;         /*当前分配的存储空间*/
}Sqlist;

int InitList_sq(Sqlist *L); /*声明一个长度为5的顺序表*/
int CreateList_sq(Sqlist *L,int n); /*创建一个长度为n的顺序表*/
int ListInsert_sq(Sqlist *L,int i,ElemType e);/*在顺序线性表L中第i个元素之前插入新元素*/
int PrintList_sq(Sqlist *L);  /*输出顺序表的元素*/
int ListDelete_sq(Sqlist *L,int i); /*删除第i个元素*/
int ListLocate(Sqlist *L,ElemType e); /*查找值为e的元素*/

int InitList_sq(Sqlist *L){
    L->slist=(ElemType*)malloc(INIT_SIZE*sizeof(ElemType));
    if(!L->slist) return ERROR;      
    L->length=0;                     
    L->listsize=INIT_SIZE;           
    return OK;                   
}/*InitList*/

int CreateList_sq(Sqlist *L,int n){
    ElemType e;
    int i;
    for(i=0;i<n;i++){
        printf("input data %d",i+1);
        scanf("%d",&e);
        if(!ListInsert_sq(L,i+1,e))
            return ERROR;
    }
    return OK;
}/*CreateList*/

/*输出顺序表中的元素*/
int PrintList_sq(Sqlist *L){
    int i;
    for(i=1;i<=L->length;i++)
        printf("%5d",L->slist[i-1]);
    return OK;
}/*PrintList*/

int ListInsert_sq(Sqlist *L,int i,ElemType e){
    int k;
if(i<1||i>L->length+1) 
return ERROR;    
if(L->length>=L->listsize){  
L->slist=(ElemType*)realloc(L->slist,
(INIT_SIZE+INCREM)*sizeof(ElemType));
        if(!L->slist) 
return ERROR; 
L->listsize+=INCREM;                
}
    for(k=L->length-1;k>=i-1;k--){         
        L->slist[k+1]= L->slist[k];
    }
    L->slist[i-1]=e;                     
    L->length++;                         
    return OK;
}/*ListInsert*/

/*在顺序表中删除第i个元素*/
int ListDelete_sq(Sqlist *L,int i){


}
/*在顺序表中查找指定值元素，返回其序号*/
int ListLocate(Sqlist *L,ElemType e){    


}

int main(){
    Sqlist sl;
    int n,m,k;
    printf("please input n:");  /*输入顺序表的元素个数*/
    scanf("%d",&n);
    if(n>0){
        printf("\n1-Create Sqlist:\n");
        InitList_sq(&sl);
        CreateList_sq(&sl,n);
        printf("\n2-Print Sqlist:\n");
        PrintList_sq(&sl);
        printf("\nplease input insert location and data:(location,data)\n");
	    scanf("%d,%d",&m,&k);
	    ListInsert_sq(&sl,m,k);
	    printf("\n3-Print Sqlist:\n");
	    PrintList_sq(&sl);
	    printf("\n");
        }
    else
        printf("ERROR");
    return 0;
}

运行结果

算法分析
在主函数中要调用InitList_sq(&sl)对函数进行初始化，再用InitList_sq()创建顺序表，调用PrintList_sq()函数输出该顺序表中元素的值；然后调用ListInsert_sq()函数插入，并输出插入新元素后的表。

2、为第1题补充删除和查找功能函数，并在主函数中补充代码验证算法的正确性。
删除算法代码：

int ListDelete_sq(Sqlist *L,int i){
    if(i<1||i>L->length) return 0;
    for(int j;j<L->length;j++)
        L->slist[j-1]=L->slist[j];
        L->length--;
        return 1;

运行结果

算法分析
调用删除功能函数，当把顺序表和序号i传值进去时，程序可以先判断所传值是否满足条件，若满足，则开始从顺序表第一个元素开始依次遍历，直到找到第i个位置的元素，并将其删除，后面的元素依次前移，填补。表的长度减一，删除成功。若不满足，则回0，表示删除失败。

查找算法代码：

int ListLocate(Sqlist *L,ElemType e){    
   int i=0;
   while ((i<=L->length)&&(L->slist[i]!=e))
   i++;
   if(i<=L->length&&(L->slist[i]=e))
   return i+1;
   else 
   return ERROR; 
}

运行结果

算法分析
调用查找功能函数，当把顺序表和要查找的值e传值进去时，程序开始从顺序表第一个元素开始依次遍历，直到找到值为e的素，并返回其位置序号，查找成功。若遍历了顺序表所有元素依然没有符合条件的e的值，则返回0，表示查找失败。

3、阅读下面程序，在横线处填写函数的基本功能。并运行程序，写出结果。

#include<malloc.h>
#define ERROR 0
#define OK 1
typedef  int ElemType; /*定义表元素的类型*/
typedef struct LNode{  /*线性表的单链表存储*/
    ElemType data;
    struct LNode *next;
}LNode,*LinkList;

LinkList CreateList(int n); /*创建单链表*/
void PrintList(LinkList L); /*输出带头结点单链表的所有元素*/
int GetElem(LinkList L,int i,ElemType *e); /*查找表中第i个元素的值*/

LinkList CreateList(int n){
    LNode *p,*q,*head;
    int i;
    head=(LinkList)malloc(sizeof(LNode));       
    head->next=NULL;
    p=head;
    for(i=0;i<n;i++){
       q=(LinkList)malloc(sizeof(LNode));       
       printf("input data %i:",i+1);
       scanf("%d",&q->data);            /*输入元素值*/
       q->next=NULL;                    /*结点指针域置空*/
       p->next=q;                       /*新结点连在表末尾*/
       p=q;
    }
    return head;
}/*CreateList*/

void PrintList(LinkList L){
    LNode *p;
    p=L->next;  /*p指向单链表的第1个元素*/
    while(p!=NULL){
        printf("%5d",p->data);
        p=p->next;
    }
}/*PrintList*/

int GetElem(LinkList L,int i,ElemType *e){
    LNode *p;int j=1;
    p=L->next;
    while(p&&j<i){                      
        p=p->next;j++;
    }
    if(!p||j>i)
        return ERROR;                  
*e=p->data;                       
return OK;
}/*GetElem*/

int main(){
    int n,i;ElemType e;
    LinkList L=NULL;            /*定义指向单链表的指针*/
    printf("please input n:");  /*输入单链表的元素个数*/
    scanf("%d",&n);
    if(n>0){
        printf("\n1-Create LinkList:\n");
        L=CreateList(n);        
        printf("\n2-Print LinkList:\n");
        PrintList(L);           
        printf("\n3-GetElem from LinkList:\n");
        printf("input i=");
        scanf("%d",&i);
        if(GetElem(L,i,&e))     
            printf("No%i is %d",i,e);
        else
            printf("not exists");
    }else
        printf("ERROR");
    return 0;
}

运行结果

算法分析
在开头进行顺序表各种操作函数的声明以及预定义命令，写各种操作函数的函数体，而在主函数中要首先调用LinkList CreateList(int n)创建带头结点的单链表，输入结点数，然后依次输入各个结点的值。接着调用打印单链表功能函数输出单链表中的值。再调用查找功能函数，输入查找元素的位置，输对应元素的值。

4、为第3题补充插入功能函数和删除功能函数。并在主函数中补充代码验证算法的正确性。
插入算法代码：

int InsertList(LinkList L,int i,ElemType e){
	int j=1; 
    LNode*p,*q; 
    p=L->next; 
    while(p&&j<i-1){
    	p=p->next;j++; 
	} 
    if(!p) return ERROR;
    q=(LNode*)malloc(sizeof(LNode)); 
    q->data=e;q->next=p->next;p->next=q; 
return OK; 
}

运行结果

算法分析
调用查找功能函数，把单链表要插入的位置序号和元素内容传值进去时，程序开始从单链表第一个元素开始依次遍历，直到找到插入置的前一个节点，用指针p指向它。然后创建一个以e为值的新节点指针q，修改节点q的next域指向节点p的下一个节点，点p的next域修改为指向新节点s。返回ok，表示插入成功。最后输出插入后的新链表。
删除算法代码：

int DeleteList(LinkList L ,ElemType e){
	LNode*p,*q;
    p=L->next; 
    while(p&&p->data!=e) {
    	q=p;p=p->next;
    }
    if(!p) return ERROR; 
    else {
        q->next=p->next;
        free(p); 
    return OK;
    } 
}

运行结果

算法分析
调用删除功能函数，把单链表要删除的元素内容传值进去时，程序开始从单链表第一个元素开始依次遍历，直到找到删除位置的前一节点，用指针p指向它。指针q指向要删除的节点。然后修改指针p的next域为指向待删除节点*q的后继节点。返回ok，表示删除成功。最后输出删除后的新链表。
四、实验小结
通过本次实验，了解了线性表、顺序表、链表的基本概念，掌握了线性表中元素的前驱、后续的概念。通过给定的算法，大体了解了顺序表与链表的建立、插入元素、删除表中某元素的算法步骤，也对一些相应的算法复杂度进行了分析，希望自己多加练习更加熟练地掌握。