实验一顺序表与链表

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这个作业的目标	掌握线性表、顺序表、链表的概念；掌握对应的运算算法；分析算法的时间复杂度；理解所建数据结构的优缺点
学号	2018204177

一、实验目的

掌握线性表中元素的前驱、后续的概念。
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。
对线性表相应算法的时间复杂度进行分析。
理解顺序表、链表数据结构的特点（优缺点）。

二、实验预习
说明以下概念：

线性表(Linear List):由n(n>=0)个数据元素(结点)a1，a2,...,an组成的有限序列。其中，数据元素的个数n定义为表的长度。当n=0时称为空表。
顺序表(Sequence List):把线性表的结点按逻辑次序存放在一组地址连续的存储单元里。用这种方法存储的线性表简称为顺序表。
链表(Linked List):为克服顺序表的缺点(1.插入和删除运算不方便；2占用连续的存储空间),采用链接方式存储线性表,通常将链接方式存储的线性表称为链表。

三、实验内容和要求

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); /* 定义顺序表存储空间的长度及返回值 (初始化顺序表） */
int CreateList_sq(Sqlist *L,int n); /* 创建顺序表*/
int ListInsert_sq(Sqlist *L,int i,ElemType e);/* 插入顺序表的元素 */
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){
     if(i<1||i>L->length)
     return ERROR;
    for(int j=i;j<L->length;j++ ) {
	L->slist[j-1]=L->slist[j];
    L->length--;
    return OK;
	}
}
/*在顺序表中查找指定值元素，返回其序号*/
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; 
}

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("\n要查找元素值为:\t");
		 scanf("%d",&m); 
		 n=ListLocate(&sl,m); 
		 if(n>=0) 
		 printf("按值查找该元素的位置为:\t%d\n",n); 
		 scanf("%d",&n); 
		  }
    else
        printf("ERROR");
    return 0;
}

运行结果:

算法分析:首先应该选择顺序表的动态存储方式进行顺序表结构的定义，然后在程序的开头进行顺序表各种操作函数的以及预定义命令，接着编写各种操作函数的函数体，而在主函数中要首先调用InitList_sq(&sl)函数初始化，然后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，进行插入操作，并输出插入新元素后的状态。

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:

/*在顺序表中删除第i个元素*/
int ListDelete_sq(Sqlist *L,int i){
     if(i<1||i>L->length)
     return ERROR;
    for(int j=i;j<L->length;j++ ) {
	L->slist[j-1]=L->slist[j];
    L->length--;
    return OK;
	}
}

运行结果:

算法分析:
当在主函数里面调用删除功能函数并传参数进去时，程序将自动跳到函数体里面，利用所传参数一步步执行，在该函数里面，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。而表的长度则减一，删除成功。若不满足，则回
0，表示删除失败查找算法代码:

/*在顺序表中查找指定值元素，返回其序号*/
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:当在主函数里面调用查找功能函数并传参数进去时，程序将自动跳到函数体里面，利用所传参数一步步执行，在该函数里面，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<stdio.h>
#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); /*   构造顺序表的长度            */
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); /*  在顺序线性表L中，当第i个元素存在时，将其赋值为e */
int InsertList(LinkList L,int i,ElemType e);
int DeleteList(LinkList L ,ElemType e);

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 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; 
}
//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;}
}
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-Creat 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");  
   printf("\n4-Insert from LinkList:\n");/*调用插入函数*/
   printf("input i=");scanf("%d",&i);/*指定插入位置*/
   printf("input e=");scanf("%d",&e);/*输入欲插入元素的值*/
   InsertList(L,i,e);PrintList(L);/*输出调用后的结果*/
   //printf("\n5-Delete from LinkList:\n");/*调用删除函数*/ 
   //printf("input e=");scanf("%d",&e);/*输入欲删除元素的值*/
   //DeleteList(L,e);PrintList(L);/*输出调用后的结果*/
   //printf("\n");
}   else
   printf("ERROR");
   return 0;} 
   /*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:首先应该进行单链表结构的定义，然后在程序的开头进行顺序表各种操作函数的声明以及预定义命令，接着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。然后调用插入功能函数，输入要插入的位置和元素，打印输出插入后的新链表。同理调用删除功能函数，输入要删除的元素值，最后打印输出删除后的单链表。
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:
当在主函数里面调用查找功能函数并传参数进去时，程序将自动跳到函数体里面，利用所传参数一步步执行，在该函数里面，当把单链表，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。最后打印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:
当在主函数里面调用删除功能函数并传参数进去时，程序将自动跳到函数体里面，利用所传参数一步步执行，在该函数里面，当把单链表，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。最后打印输出删除后的新链表。
四、实验小结
通过这次实验，我认识到要想做好一件事情，真的不容易。由于编程方面较弱，我只能先学习书本上相应的算法，然后学习老师发的程序，这样真的会花很长时间，但我感觉收获还是很大（可以清楚的知道每一步的作用）。但是编码方面我还是不熟练，尤其在处理顺序表、链表的删除和插入算法时，真的力不从心（指针的使用）。只能从网上学习别人怎么做的，最后编出来还是错的，找错误花了很多时间，最后由于时间原因，后面和算法分析部分借鉴了标准答案。
五、评语
请再接再厉！

posted @ 2020-09-29 23:22 我要起一个名字阅读(356) 评论(0) 收藏举报

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