第二次、第三次作业
第二次作业
| 这个作业属于哪个课程 | https://edu.cnblogs.com/campus/qdu/DS2020 |
|---|---|
| 这个作业要求在哪里 | https://edu.cnblogs.com/campus/qdu/DS2020/homework/11213 |
| 这个作业的目标 | <进行预备实验，对实验进行总结报告> |
| 学号 | <2018204105> |
| C语言的函数数组指针结构体知识 | |
| 一、实验目的 | |
| 1、复习C语言中函数、数组、指针、结构体与共用体等的概念。 | |
| 2、熟悉利用C语言进行程序设计的一般方法。 |
二、实验预习
说明以下C语言中的概念
1、函数：在C语言程序设计里，C 标准函数（C Standard library）是所有目前符合标准的头文件（head file）的集合，以及常用的函数库实现程序。
2、数组：要想把数据放入内存，必须先要分配内存空间。放入4个整数，就得分配4个int类型的内存空间：int a[4];这样，就在内存中分配了4个int类型的内存空间，共 4×4=16 个字节，并为它们起了一个名字，叫a。把这样的一组数据的集合称为数组（Array），它所包含的每一个数据叫做数组元素（Element），所包含的数据的个数称为数组长度（Length），例如int a[4];就定义了一个长度为4的整型数组，名字是a。
3、指针：变量的地址（计算机内存字节的编号）叫做指针，存放变量地址的变量叫指针变 量， 简言之，指针是用来存放地址的。
4、结构体：是由一系列具有相同类型或不同类型的数据构成的数据集合，也叫结构。
5、共用体：是C语言中的一种数据类型，是指将不函数：第一，函数就是 C 语言的模块，一块一块的，有较强的独立性，可同类型的数据项存放于同一段内存单元的一种构造数据类型。
三、实验内容和要求
1、调试程序：输出100以内所有的素数（用函数实现）。
include<stdio.h>
int isprime(int n){ /判断一个数是否为素数/
int m;
for(m=2;m*m<=n;m++)
if(n%m==0) return 0;
return 1;
}
int main(){ /输出100以内所有素数/
int i; printf("\n");
for(i=2;i<100;i++)
if(isprime(i)=1) printf("%4d",i);
return 0;
}
运行结果：
2 3 5 7 11 13 17 19 23 29 31 37 41 43 47 53 59 61 67 71 73 79 83 89 97
2、 调试程序：对一维数组中的元素进行逆序排列。
include<stdio.h>
define N 10
int main(){
int a[N]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9},i,temp;
printf("\nthe original Array is:\n ");
for(i=0;i<N;i++)
printf("%4d",a[i]);
for(i=0;i<N/2;i++){ /交换数组元素使之逆序/
temp=a[i];
a[i]=a[N-i-1];
a[N-i-1]=temp;
}
printf("\nthe changed Array is:\n");
for(i=0;i<N;i++)
printf("%4d",a[i]);
return 0;
}
运行结果：
the original Array is:
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
the changed Array is:
9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
3、 调试程序：在二维数组中，若某一位置上的元素在该行中最大，而在该列中最小，则该元素即为该二维数组的一个鞍点。要求从键盘上输入一个二维数组，当鞍点存在时，把鞍点找出来。
include<stdio.h>
define M 3
define N 4
int main(){
int a[M][N],i,j,k;
printf("\n请输入二维数组的数据：\n");
for(i=0;i<M;i++)
for(j=0;j<N;j++)
scanf("%d",&a[i][j]);
for(i=0;i<M;i++){ /输出矩阵/
for(j=0;j<N;j++)
printf("%4d",a[i][j]);
printf("\n");
}
for(i=0;i<M;i++){
k=0;
for(j=1;j<N;j++) /找出第i行的最大值/
if(a[i][j]>a[i][k])
k=j;
for(j=0;j<M;j++) /判断第i行的最大值是否为该列的最小值/
if(a[j][k]<a[i][k])
break;
if(j=M) /在第i行找到鞍点/
printf("%d,%d,%d\n",a[i][k],i,k);
}
return 0;
}
运行结果：
请输入二维数组的数据：
1 2 3 4 5 6 7 89 10 11 12
1 2 3 4
5 6 7 8
9 10 11 12
4,0,3
4、 调试程序：利用指针输出二维数组的元素。
include<stdio.h>
int main(){
int a[3][4]={1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23};
int p;
for(p=a[0];p<a[0]+12;p++){
if((p-a[0])%4==0) printf("\n");
printf("%4d",p);
}
return 0;
}
运行结果：
1 3 5 7
9 11 13 15
17 19 21 23
5、 调试程序：设有一个教师与学生通用的表格，教师的数据有姓名、年龄、职业、教研室四项，学生有姓名、年龄、专业、班级四项，编程输入人员的数据，再以表格输出。
include <stdio.h>
define N 10
struct student{
char name[8]; /姓名/
int age; /年龄/
char job; /职业或专业，用s或t表示学生或教师/
union {
int class; /班级/
char office[10]; /教研室/
}depa;
}stu[N];
int main(){
int i; int n;
printf("\n请输入人员数(<10):\n");
scanf("%d",&n);
for(i=0;i<n;i++){ /输入n个人员的信息/
printf("\n请输入第%d人员的信息：(name age job class/office)\n",i+1);
scanf("%s %d %c",stu[i].name, &stu[i].age, &stu[i].job);
if(stu[i].job's')
scanf("%d",&stu[i].depa.class);
else
scanf("%s",stu[i].depa.office);
}
printf("name age job class/office");
for(i=0;i<n;i++){ /输出/
if(stu[i].job's')
printf("%s %3d %3c %d\n",stu[i].name, stu[i].age, stu[i].job, stu[i].depa.class);
else
printf("%s %3d %3c %s\n",stu[i].name, stu[i].age, stu[i].job, stu[i].depa.office);
}
}
输入的数据：2
Wang 19 s 99061
Li 36 t computer
运行结果：
请输入人员数(<10):
2
请输入第1人员的信息：(name age job class/office)
Wang 19 s 99061
请输入第2人员的信息：(name age job class/office)
Li 36 t computer
name age job class/office
Wang 19 s 99061
Li 36 t computer
四、实验小结
本次实验通过几个典型的程序的调试加深对函数，数组，指针，结构体，共同体等概念的理解，复习了以前学习的部分知识，有了更加深刻的体会，并且加强了理解以及编辑程序的能力。
第三次作业
| 这个作业属于哪个课程 | <班级的链接> |
|---|---|
| 这个作业要求在哪里 | <作业要求的链接> |
| 这个作业的目标 | <你理解的作业目标具体内容> |
| 学号 | 2018204105 |
| 实验一 顺序表与链表 | |
| 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：线性表是n个具有相同特性的数据元素的有限序列。数据元素是一个抽象的符号，其具体含义在不同的情况下一般不同。在稍复杂的线性表中，一个数据元素可由多个数据项组成，此种情况下常把数据元素称为记录，含有大量记录的线性表又称文件。线性表中的个数n定义为线性表的长度，n=0时称为空表。
2、顺序表：顺序表是在计算机内存中以数组的形式保存的线性表，线性表的顺序存储是指用一组地址连续的存储单元依次存储线性表中的各个元素、使得线性表中在逻辑结构上相邻的数据元素存储在相邻的物理存储单元中，即通过数据元素物理存储的相邻关系来反映数据元素之间逻辑上的相邻关系，采用顺序存储结构的线性表通常称为顺序表。
3、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。链表由一系列结点（链表中每一个元素称为结点）组成，结点可以在运行时动态生成。每个结点包括两个部分：一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域。
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<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); /*声名一个长度为n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);/*将元素e插入到顺序表中第i个位置上*/
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;
}
输入：5
1,2,3,4,5
3
运行结果：
算法分析：
（1）输入线性表的元素个数，然后构建一个新的线性表；
（2）连续用CreatList函数往性表里插入元素，将其元素输出；
（3）在下一步中输入插入元素的位置和个数，最后一步，输出运行后的线性表。
顺序表存储需要预留空间，算法空间复杂度O(n)
算法时间复杂度O(1)
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) {
int k = 0;
if(i<1||i>(L->length)) return ERROR;
for(k = i-1;k<L->length-1;k++){
L->slist[k] = L->slist[k+1];
}
L->slist[L->length-1]=NULL;
L->length--;
return OK;
}
printf("请输入要删除元素的位置：");/*主函数中需要增加的部分代码*/
scanf("%d",&m);
ListDelete_sq(&sl,m);
PrintList_sq(&sl);
输入：5
1,2,3,4,5
3
4
运行结果:
算法分析：
（1）输入线性表的元素个数，然后构建一个新的线性表；
（2）连续用ListDelete_sq函数删除元素，将其元素输出；
（3）在下一步中输入删除元素的位置，输出运行后的线性表。
算法时间复杂度：O(n)
查找算法代码：
int ListLocate(Sqlist *L,ElemType e) {
int k = 0;
for(k = 0;k<L->length;k++){
if(e==L->slist[k]) return k+1;
}
return ERROR;
}
printf("\n请输入要查找的元素：");/*主函数中需要增加的部分代码*/
scanf("%d",&m);
int a = ListLocate(&sl,m);
if(a==0){
printf("\n元素不存在");
}else{
printf("\n%d所在的位置是%d",m,a);
}
输入：5
1,2,3,4,5
3
4
4
运行结果：
算法分析：
（1）输入线性表的元素个数，输入线性表元素，然后构建一个新的线性表并输出；
（2）用ListLocate函数查找元素，将其元素的位置输出；
（3）在下一步中输入元素，输出此元素位置
算法时间复杂度：O(n)
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 <stdlib.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); /*创建一个长度为n的链表*/
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); /*获得第i个位置的元素*/
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\n",i,e);
else
printf("not exists");
} else
printf("ERROR");
return 0;
}
运行结果
算法分析
首先创建带头结点的单链表，首先输入结点数，然后依次输入各个结点的值，输出单链表中的值，最后输入查找元素的位置，输出对应元素的值。
算法时间复杂度：O(n)
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 LengthList(LinkList L);/*求链表的长度*/
int InsertList(LinkList L,int i,ElemType* e);/*在第i个位置插入元素*/
int LengthList(LinkList L){
int i = 0;
LNode* p = NULL;
for(p = L;p->next!=NULL;p=p->next){
i++;
}
return i;
}
int InsertList(LinkList L,int i) {//插在第i个位置的后面，如果要插在表头，则i=0
if(i<0||i>LengthList(L)) return ERROR;
LNode* p;
LNode* q;
LNode* r;
int e = 0;
r = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));
printf("输入要插入的元素：");
scanf("%d",&e);
r->data = e;
if(i==0){
p = L;
q = p->next;
p->next = r;
r->next = q;
return OK;
}
int j = 0;
for(p = L;j < i;j++){
p=p->next;
}
q = p->next;
p->next = r;
r->next = q;
return OK;
}
printf("链表的长度是:%d\n",LengthList(L));/*主函数中需要增加的部分代码*/
printf("插入的位置以及值为(插在第i个位置的后面，如果要插在表头，则i=0):");
int a = 0,b = 0;
scanf("%d,%d",&a,&b);
InsertList(L,a);
PrintList(L);
运行结果
算法分析
单链表在找出某位置的指针后，创建带头结点的单链表，首先输入结点数，然后依次输入各个结点的值，输出单链表，最后输入插入元素的位置和插入的元素，在输出单链表。
插入时间复杂度：O(1)
删除算法代码：
LNode *p, *q;
int j;
p=L; j=0;
while (p->next&&j<i-1) {
p=p->next;++j;
}
q=p->next;
p->next=q->next;
free (q) ;
}//ListDelete
运行结果
算法分析
首先创建带头结点的单链表，首先输入结点数，然后依次输入各个结点的值，输出单链表，其次输入删除元素的位置，输出单链表。
顺序存储结构需要平均移动表长一半的元素，时间复杂度为：O(n)。
以下为选做实验：
5、循环链表的应用（约瑟夫回环问题）
n个数据元素构成一个环，从环中任意位置开始计数，计到m将该元素从表中取出，重复上述过程，直至表中只剩下一个元素。
提示：用一个无头结点的循环单链表来实现n个元素的存储。
算法代码
#include <stdlib.h>
#include<malloc.h>
typedef struct lnode{/*结点类型定义*/
int data;
struct lnode *next;
} node, *nodeptr;
nodeptr creat() {/*创建循环单链表*/
nodeptr l,p, q;
int i ,n, e;
printf(" please input numbers of nodes: " );
scanf("%d", &n);
l= (nodeptr)malloc(sizeof(node));
scanf(" %d",&e) ;
q=l;
q->data=e;
for(i=2;i<=n;i++) {
p= (nodeptr) malloc(sizeof (node));
scanf("%d" , &e) ;
p->data=e;
q->next=p;
q=p;
}
q->next=l;
return l;
}
int out (nodeptr l) {/*输出单链表的元素*/
nodeptr p;
p=l;
if(!p) return 0;
printf("%3d", p->data) ;
p=p->next;
while(p!=l) {
printf("%3d", p->data) ;
p=p->next;
}
printf("\n");
}
nodeptr joseph (nodeptr l){ /*约瑟夫回环函数*/
nodeptr p,q, r;
int val, k, m;
printf(" please input m:");
scanf("%d" , &m);
p=l;k=1;
while(p->next!=p)
if (k<m){
k++;
q=p;
p=p->next;
}
else{
val=p->data;
r=p;
p=p->next;
q->next=p;
printf("the value is %d\n", val);
free(r) ;
k=1;
}
l=p;
printf("last data is:%d\n",p->data) ;
return l;
}
int main(){/*主函数*/
nodeptr l;
l=creat();/*创建循环单链表*/
out(l);/*输出*/
joseph(l);/*求解约瑟夫回环问题*/
return 0;
6、设一带头结点的单链表，设计算法将表中值相同的元素仅保留一个结点。
提示：指针p从链表的第一个元素开始，利用指针q从指针p位置开始向后搜索整个链表，删除与之值相同的元素；指针p继续指向下一个元素，开始下一轮的删除，直至p＝＝null为至，既完成了对整个链表元素的删除相同值。
算法代码
#include <stdio.h> #include <stdlib.h>
#include<malloc.h> typedef struct lnode {/结点类型定义/
int data; struct lnode next;
} node, *nodeptr; nodeptr creat() {/创建带头结点的单链表/
nodeptr l,p, q; int i ,n, e;
l= (nodeptr) malloc (sizeof (node)); q=l;
q->next=0; printf(" please input numbers of nodes: ");
scanf("%d" , &n) ; for(i=1;i<=n;i++){
p= (nodeptr) malloc(sizeof (node)); scanf("%d", &e) ;
p->data=e; q->next=p;
q=p; q->next=0;
} return l ;
} void out (nodeptr l) { /输出 单链表的元素/
nodeptr p; p=l->next;
while(p) { printf("%3d", p->data) ;
p=p->next; printf("\n");
} }
nodeptr delete_list (nodeptr l) { /*删除算法，删除值相同的结点*/ nodeptr p,q,r,s;
int j,k; p=l->next;
while(p){ q=p->next;r=p;
while(q) if (p->data!=q->data){
r=q; q=q->next;
} else{
r->next=q->next;
s=q;q=r->next;
free(s);
}
p=p->next;
}
return l;
}
int main() {/主函数/
nodeptr l;
l=creat();/创建单链表/
out(l) ;/输出/
delete_list(l);/调用删除算法，删除重复值/
out(l) ;/输出*/
return 0;
}
四、实验小结
通过本次实验进一步学习了线性表的有关概念，尤其是对顺序表和链表两种线性表的插入，查找，删除等算法有了一定的了解.
分析并掌握了顺序表插入，查找，删除算法的时间复杂度，但生成表时需要预存存储空间，难以修改，单链表生成链表时通过动态分配存储空间，容易修改，但对插入，查找，删除算法的时间复杂度为O（n）。但对算法的操作实现等方面还有很多生疏的地方，需要进一步练习改进。
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