数据结构实验报告顺序表与链表.docx

1、数据结构实验报告顺序表与链表 实验二 顺序表与链表【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）。【实验学时】4学时【实验预习】回答以下问题：1、顺序表的存储表示假设线性表中每一个数据元素的存储空间大小为1个字节，并且以其所占存储空间的第一个字节的地址作为该元素的存储位置，则线性表中任一个数据元素的存储位置为：LOC(Ai)=LOC(A1)+(i-1)*1其中，LOC(A1)为线性表中第一个数据元素a1的存储位置，也称为线性表的起始位置（首地址

2、）。typedef struct Sqlist ElemType *slist;/存储空间的基地址 int length;/表长度 int listsize;/当前分配的存储空间容量Sqlist;2、单链表的存储表示线性链表也称单链表，在每一个结点中只包含一个指针，用于指示该结点的直接后继结点，整个链表通过指针相连，最后一个结点因为没有后继结点，其指针置为空（NULL）。这样，链表中所有数据元素（结点）构成一对一的逻辑关系，实现线性表的链式存储。【实验内容和要求】1、按照要求完成程序exp2_1.c，实现顺序表的相关操作。以下函数均具有返回值，若操作完成，返回OK，操作失败返回ERROR。函数

3、需返回的其他数据，使用函数参数返回。exp2_1.c部分代码如下：#include#include#define ERROR 0#define OK 1#define INIT_SIZE 100#define INCREM 10typedef int ElemType; /*定义表元素的类型*/*（1）-补充顺序表的存储分配表示，采用定长和可变长度存储均可*/typedef struct Sqlist ElemType *slist;/基地址 int length;/表长度 int listsize;/分配的空间Sqlist;/*函数声明*/int InitList_sq(Sqlist *L)

4、;int CreateList_sq(Sqlist *L,int n);int ListInsert_sq(Sqlist *L,int i,ElemType e);int PrintList_sq(Sqlist *L);int ListDelete_sq(Sqlist *L,int i,ElemType *e);int ListLocate(Sqlist *L,ElemType e,int *pos);int menu_select();/*（2）-顺序表的初始化*/int InitList_sq(Sqlist *L) L-slist=(ElemType*)malloc(INIT_SIZE*s

5、izeof(ElemType); if(!L-slist) return ERROR; L-length=0; L-listsize=INIT_SIZE;/初始空间容量 return OK;/*InitList*/*（3）-创建具有n个元素的顺序表*/int CreateList_sq(Sqlist *L,int n) ElemType e; int i; for(i=0;in;i+) printf(input data %d:,i+1); scanf(%d,&e); if(!ListInsert_sq(L,i+1,e) return ERROR; return OK;/*CreateList

6、*/*（4）-输出顺序表中的元素*/int PrintList_sq(Sqlist *L) int i; for(i=1;ilength;i+) printf(%5d,L-slisti-1); return OK;/*PrintList*/*（5）-在顺序表的第i个位置之前插入新元素e*/int ListInsert_sq(Sqlist *L,int i,ElemType e) int k; if(iL-length+1) return ERROR; if(L-length=L-listsize)/当前空间已满，申请新的空间 L-slist=(ElemType *)realloc(L-slis

7、t,(L-listsize+INCREM)*sizeof(ElemType); if(!L-slist) return ERROR; L-listsize+=INCREM; for(k=L-length-1;k=i-1;k-) L-slistk+1=L-slistk; L-slisti-1=e; L-length+; return OK;/*ListInsert*/*（6）-在顺序表中删除第i个元素，e返回删除的元素*/int ListDelete_sq(Sqlist *L,int i,ElemType *e) int j; if(iL-length) return ERROR; *e=L-s

8、listi-1; for(j=i;ilength;j+) L-slistj-1=L-slistj; L-length-; return OK;/* ListDelete_sq */*（7）-在顺序表中查找指定值元素，pos为返回其位置序号*/int ListLocate(Sqlist *L,ElemType e,int *pos) ElemType *end=L-slist+L-length; ElemType *p=L-slist; int i; for(i=1;p=end) return ERROR; else return OK; /* ListLocate */*定义菜单字符串数组*/

9、int menu_select() char *menu=n*MENU*n, 1. Create Listn, /*创建顺序表*/ 2. Get Elementn, /*查找顺序表中的元素*/ 3. Insert datan, /*插入数据*/ 4. Delete datan, /*删除数据*/ 0. Quitn, /*退出*/ n*MENU*n ; char s3; /*以字符形式保存选择号*/ int c,i; /*定义整形变量*/ for (i=0;i7;i+) /*输出主菜单数组*/ printf(%s,menui); do printf(nEnter you choice(04):)

10、; /*在菜单窗口外显示提示信息*/ scanf(%s,s); /*输入选择项*/ c=atoi(s); /*将输入的字符串转化为整形数*/ while (c4); /*选择项不在04之间重输*/ return c; /*返回选择项，主程序根据该数调用相应的函数*/*主函数*/int main() Sqlist sl; InitList_sq(&sl); int n; int m,k; printf(please input n:); /*输入顺序表的元素个数*/ scanf(%d,&n); if(n=0)printf(ERROR); for (;) /*无限循环*/ switch (menu

11、_select() /*调用主菜单函数，返回值整数作开关语句的条件*/ case 1: printf(n1-Create Sqlist:n); CreateList_sq(&sl,n); printf(nPrint Sqlist:n); PrintList_sq(&sl); break; case 2: printf(n3-GetElem from Sqlist:n); printf(please input search data:); scanf(%d,&k); int pos; if (!ListLocate(&sl,k,&pos) printf(Not found); else pri

12、ntf(found the element, position is %dn,pos); printf(nPrint Sqlist:n); PrintList_sq(&sl); break; case 3: printf(n4-Insert from Sqlist:n); printf(n input insert location and data:(location,data)n); scanf(%d,%d,&m,&k); if (ListInsert_sq(&sl,m,k) printf(nOKn); printf(nPrint Sqlist:n); PrintList_sq(&sl);

13、 else printf(nERROR!); break; case 4: printf(n5-Delete from Sqlist:n); printf(nplease input delete locationn); scanf(%d,&k); int deldata; if (ListDelete_sq(&sl,k,&deldata) printf(nOKn); printf(nDelete data is %dn,deldata); printf(nPrintSqlist:n); PrintList_sq(&sl); else printf(nERROR!); break; case

14、0: exit(0); /*如菜单返回值为0程序结束*/ return 0;2、按照要求完成程序exp2_2.c，实现单链表的相关操作。exp2_2.c部分代码如下：#include#include#define ERROR 0#define OK 1typedef int ElemType; /*定义表元素的类型*/*（1）-线性表的单链表存储表示*/typedef struct LNode ElemType data; struct LNode *next;LNode,*LinkList;LNode *InitList(LinkList L); /*带头结点单链表初始化*/void Pri

15、ntList(LinkList L); /*输出带头结点单链表的所有元素*/int GetElem(LinkList L,int i,ElemType *e); /*查找第i位置的元素，并由e返回其值*/int InsertElem(LinkList L,int i,ElemType e);/*在第i个位置插入元素e*/int DeleteElem(LinkList L,int i,ElemType *e);/*删除第i位置的元素，并由e返回其值*/void DestroyLinkList(LinkList L);/*释放链表及其空间*/LinkList CreateList(int n);

16、/*创建n个结点的单链表*/int menu_select(); /*菜单函数*/*带头结点单链表初始化*/LNode *InitList(LinkList L) L=(LNode *)malloc(sizeof(LNode); /*申请一个头结点*/ if (!L) return ERROR; /*申请失败*/ L-next=NULL; /*头结点的指针域置空*/ return L;/*（1）-输出带头结点单链表的所有元素*/void PrintList(LinkList L) LNode *p; p=L-next; while(p!=NULL) printf(%5d,p-data); p=

17、p-next; /*PrintList*/*（2）-在单链表的第i个位置插入元素e，若插入成功返回OK，插入失败返回ERROR*/int InsertElem(LinkList L,int i,ElemType e) LNode *p=L,*s; int j=0; while(p&jnext; j+; if(!p|ji-1) return ERROR; s=(LNode*)malloc(sizeof(LNode); if(!s) return ERROR; s-data=e; s-next=p-next; p-next=s; return OK;/* InsertElem */*（3）-查找第

18、i位置的元素，若存在返回OK并由e返回其值，若不存在返回ERROR*/int GetElem(LinkList L,int i,ElemType *e) LNode *p; int j=1; while(p&jnext; j+; if(!p|ji) return ERROR; *e=p-data; return OK;/*GetElem*/*（4）-删除第i位置的元素，成功返回OK，并由e返回其值，若不成功返回ERROR，注意删除的结点必须释放其所占空间*/int DeleteElem(LinkList L,int i,ElemType *e) LNode *p=L,*s; int j=0;

19、while(p&jnext; j+; if(!p|ji-1) return ERROR; s=p-next; p-next=s-next; *e=s-data; free(s); return OK;/* DeleteElem */*（5）-创建具有n个结点的单链表，创建成功返回其头指针*/LinkList CreateList(int n) LNode *p,*q,*head; int i; head=(LinkList)malloc(sizeof(LNode); head-next=NULL; p=head; for(i=0;idata); q-next=NULL;/节点指针域置空 p-n

20、ext=q;/新节点连接在表末尾 p=q; return head;/*CreateList*/*释放链表及其空间*/void DestroyLinkList(LinkList L) LNode *p=L,*q; while(p) q=p-next; free(p); p=q; /* DestroyLinkList */int menu_select() char *menu=n*MENU*n, 1. Init LinkListn, /*初始化链表*/ 2. Get Elementn, /*查找元素*/ 3. Insert datan, /*插入元素*/ 4. Delete datan, /*

21、删除元素*/ 5. CreateLinkListn, /*创建具有n个元素的链表*/ 0. Destroy LinkList&Quitn, /*释放链表所占空间&退出*/ n*MENU*n ; char s3; /*以字符形式保存选择号*/ int c,i; /*定义整形变量*/ for (i=0;i8;i+) /*输出主菜单数组*/ printf(%s,menui); do printf(nEnter you choice(05):); /*在菜单窗口外显示提示信息*/ scanf(%s,s); /*输入选择项*/ c=atoi(s); /*将输入的字符串转化为整形数*/ while (c5

22、); /*选择项不在05之间重输*/ return c; /*返回选择项，主程序根据该数调用相应的函数*/int main() int i,n; ElemType e; LinkList L=NULL; /*定义指向单链表的指针*/ for (;) /*无限循环*/ switch (menu_select() /*调用主菜单函数，返回值整数作开关语句的条件*/ /*值不同，执行的函数不同，break 不能省略*/ case 1: printf(n1-Init LinkList:n); L=InitList(L); if(L!=NULL) printf(nInitLinkList OK!n);

23、else printf(nInitLinkList Error!n); break; case 2: printf(n2-GetElem from LinkList:n); printf(input pos=); scanf(%d,&i); if (L!=NULL&GetElem(L,i,&e) printf(No%i is %d,i,e); printf(nPrintfList:n); PrintList(L); else printf(Error&Not exists!); break; case 3: printf(n3-Insert e into LinkList:n); printf

24、(input pos=); scanf(%d,&i); printf(input e=); scanf(%d,&e); if(L!=NULL&InsertElem(L,i,e) printf(nInsert OK!n); printf(nPrintfList:n); PrintList(L); else printf(nInsert Error!n); break; case 4: printf(n4-Delete from LinkList:n); printf(input pos=); scanf(%d,&i); if(L!=NULL&DeleteElem(L,i,&e) printf(n

25、OKn); printf(nDelete data is %dn,e); printf(nPrintfList:n); PrintList(L); else printf(nDelete Error!n); break; case 5: printf(please input n:); /*输入单链表的元素个数*/ scanf(%d,&n); if (n0) printf(ERROR); break; printf(nCreate LinkList.n); L=CreateList(n); if (L=NULL) printf(Error!n); break; printf(nPrintfLi

26、st:n); PrintList(L); break; case 0: printf(nDestroy linklist and free memory .n); if(L!=NULL) DestroyLinkList(L); L=NULL; exit(0); /*如菜单返回值为0程序结束*/ return 0;3、循环链表的应用（约瑟夫回环问题）用整数序列1，2，3，n表示顺序坐在圆桌周围的人，并采用循环链表作为存储结构。任意位置k开始计数，计到m让此位置的人出局，重复上述过程，直至只剩下最后一个人。依次输出每个出局的人的序号。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。exp2_3.c部分代码如下：#include#include#define ERROR 0#define OK 1typedef 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,*