第二次实验报告

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这个作业的目标	完成第二次实验
学号	2018204281
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
说明以下概念
1、线性表：1、线性表是由n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，常常将非空的线性表（n>0）记作（a1，a2.........an)

2、顺序表：用顺序存储的方式：即把线性表的结点按逻辑次序依次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称为顺序表。

3、链表：用链接方式存储线性表，通常我们将链接方式存储的线性表称为链表

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 10    /*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); /*初始化顺序表*/
int CreateList_sq(Sqlist *L,int n); /*创造长度为n的空顺序表*/
int ListInsert_sq(Sqlist *L,int i,ElemType e);/*在第i个位置插入值为e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_sq(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,int 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(L->length==0) return 0;
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;
}
/*在顺序表中查找指定值元素，返回其序号*/
int ListLocate_sq(Sqlist *L,ElemType e){    
for(int i=1;i<=L->length;i++)
{
if(L->slist[i-1]==e) return 1;
return 0;	
}
}

int main(){
    Sqlist sl;
    int n,m,e;
    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,&e);
        ListInsert_sq(&sl,m,e);
        printf("\n3-Print Sqlist:\n");
        PrintList_sq(&sl);
        printf("\nplease input delate location:location\n");
		scanf("%d",&m);
		ListDelete_sq(&sl,m);
		printf("\n4-Print Sqlist:\n");
		PrintList_sq(&sl);
		printf("\nplease input date:date\n");
		scanf("%d",&m);
		ListLocate_sq(&sl,m);
		printf("\nSearch date is%d\n",ListLocate_sq(&sl,m));
        printf("\n");
        }
    else
        printf("ERROR");
    return 0;
}

运行结果：
算法分析：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声明以及预定义命令，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，然后调用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，进行插入操作，并输出插入新元素后的状态。
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(L->length==0) return 0;
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:在删除函数中，当把顺序表和i值输入进去以后，可判度满不满足条件，若满足，则从顺序表的开始查找，直到找到第i个元素将其删除。

查找算法代码：

int ListLocate_sq(Sqlist *L,ElemType e){    
for(int i=1;i<=L->length;i++)
{
if(L->slist[i-1]==e) return 1;
return 0;	
}
}

运行结果:

算法分析:当在主程序中调用查找函数并输入参数后，程序会从顺序表第一个元素开始查找，直到找到e元素的位置，并输出其位置。
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>
#include<stdio.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); /*创造带表头节点的单链表*/
void PrintList(LinkList L); /*输出带头节点单链表的所有元素*/
int GetElem(LinkList L,int i,ElemType *e); /*查询链表中第i个位置并且用元素e返回*/
int InSertList(LinkList L,int i,ElemType);
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=j++;
	}
	if(!p)
	return ERROR;
	q=(LNode*)malloc(sizeof(LNode));
	q->data=e;q->next=p->next;p->next=q;
	return OK;
}

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-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");
            printf("\n4-InSert from LinkList:\n");
            printf("input i=");
            scanf("%d",&i);
            printf("input e=");
            scanf("%d",&e);
            InSertList(L,i,e);
            PrintList(L);
            printf("\n5-Delete from LinkList:\n");
            printf("input e=");
            scanf("%d",&e);
            DeleteList(L,e);
            PrintList(L);
            printf("\n");
    }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，接着编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，输出对应元素的值。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=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，直到找到插入位置的前一个节点，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，再将节点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个节点，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：
通过本次上机实验，初步掌握了顺序表和单链表的插入与删除以及元素的输出。