《数据结构》实验——顺序结构与链表
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：由n(n≥0)个数据特性相同的元素构成的有限序列
2、顺序表：用一组地址连续的存储单元依次存储线性表的数据元素、这种表示也称作线性表的顺序存储结构或顺序映像。通常，称这种存储结构的线性表为顺序表( Sequential List)。
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<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); /* 初始化顺序表，为其分配存储空间 */
int CreateList_sq(Sqlist *L,int n); /* 正位序输入n个元素的值，建立带表头结点的单链表L */
int ListInsert_sq(Sqlist *L,int i,ElemType e);/*在带头结点的单链表L中第i个位置插入值为e的新结点 */
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(void){
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
please input n:5
1-Create Sqlist:
input data 14
input data 26
input data 311
input data 44
input data 57
2-Print Sqlist:
4 6 11 4 7
please input insert location and data:(location,data)
2,45
3-Print Sqlist:
4 45 6 11 4 7
Press any key to continue
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=i;j<L->length;j++)
L->slist[j-1]=L->slist[j];
L->length--;
return 1;
}
运行结果
3-Print Sqlist:
4 45 6 11 4 7
please input delete location:
3
Delete date is:6
4-Print Sqlist:
4 45 11 4 7
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，则返回0，表示删除失败。
查找算法代码：
int ListLocate(Sqlist *L,ElemType e){
for(int i=1; i<=L->length;i++)
{if(L->slist[i-1]==e)
return i;
return 0; }}
- 运行结果
4-Print Sqlist:
4 45 11 4 7
please input date date
7
Search date is No5
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的元素，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); /* 建立带表头结点的单链表 */
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); /*用e返回L中第i个数据 */
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(void){
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
please input n:5
1-Create Sqlist:
input data 1:12
input data 2:8
input data 3:23
input data 4:9
input data 5:31
2-Print Sqlist:
12 8 23 9 31
3-GetElem from Linklist:
Input i=5
No5 is 31
Press any key to continue
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
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=0; LNode *p,*q; p=L->next;
while(p&&j<i-1){
p=p->next;j++;}
if(p==null||j>i-1)
printf(“\n i Error!”);
else
{
q=(LNode *)malloc(sizeof(LNode));
q->data=e; q->next=p->next; p->next=q; }
return OK;
}
- 运行结果
2-Print Sqlist:
12 8 23 9 31
3-GetElem from Linklist:
Input i=5
No5 is 31
4-Insert from Linklist:
Input i=2
Input e=16
12 16 8 23 9 31
算法分析
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->next)||(j>i-1))
printf(“\n i Error!”);
else
{
q->next=p->next;
delete q;
return OK; }
- 运行结果
4-Insert from Linklist:
Input i=2
Input e=16
12 16 8 23 9 31
5-Delete from Linklist:
Input e=23
12 16 8 9 31
Press any key to continue
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，
开始从单链表第一个元素开始依次找，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的下一个为指向待删除节点*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。
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