实验二顺序表与链表

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实验二小推荐度：
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《数据结构与算法》实验指导V2017

常熟理工学院

《数据结构与算法》实验指导与报告书

__2017_学年第__1__ 学期

专业：物联网工程___________________________ __ 学号： __________________________ ____ 姓名： ________________________________ __ 实验名称：顺序表与链表_______________________________ 实验地点：N6-210_____________________________ ____ 指导教师：聂盼红__________________________ ___

计算机科学与工程学院

2017

常熟理工学院计算机科学与工程学院

《数据结构与算法》实验指导V2017 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

在顺序表中，任一数据元素的存放位置是从起始位置开始、与该数据元素的位序成正比的对应存储位置，借助LOC(ai)=LOC(a1)+(i-1)*1 确定，则顺序表是一种随机存取的存储结构。

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 MAXSIZE 100 #define OK 1

typedef int ElemType; /*定义表元素的类型*/

typedef struct slist{ ElemType *list; int listsize; int length; }Sqlist;

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《数据结构与算法》实验指导V2017

Sqlist *L;

/*（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*/ /*函数声明*/

int InitList_sq(Sqlist *L); int CreateList_sq(Sqlist *L);

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->list=(ElemType *)malloc(MAXSIZE*sizeof(ElemType)); if(L->list==NULL)

return ERROR; else {

L->length=0;

L->listsize=MAXSIZE; }

return 0; }/*InitList*/

/*（3）---创建具有n个元素的顺序表*/ int CreateList_sq(Sqlist *L) {

int a,b,c;

printf(\请输入输入数据的个数n:\ scanf(\

printf(\请输入输入的数据:\ for(b=0;b

scanf(\ L->list[b]=c; }

L->length=L->length+a; return 0; }/*CreateList*/

/*（4）---输出顺序表中的元素*/ int PrintList_sq(Sqlist *L)

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《数据结构与算法》实验指导V2017 {

int a;

printf(\输出数据:\

for(a=0;alength;a++)

printf(\ \ return 0; }/*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 a=L->length-1; for(;a>=i-1;a--)

L->list[a+1]=L->list[a]; L->list[i-1]=e; L->length+=1; 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 a=i-1;

*e=L->list[i-1];

for(;alength;a++)

L->list[a]=L->list[a+1]; L->length-=1; 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) {

int a,b=0;

for(a=0;alength;a++) {

if(e==L->list[a]) {

b=0;

*pos=a+1; break; } else

b=1; }

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《数据结构与算法》实验指导V2017 if(b==1)

return 0; else

return OK; }/* ListLocate */

/*定义菜单字符串数组*/ int menu_select() {

char *menu[]={\ \ /*创建顺序表*/

\ /*查找顺序表中的元素*/ \ /*插入数据*/ \ /*删除数据*/ \ /*退出*/

\ };

char s[3]; /*以字符形式保存选择号*/ int c,i; /*定义整形变量*/

for (i=0;i<7;i++) /*输出主菜单数组*/ printf(\ do {

printf(\ /*在菜单窗口外显示提示信息*/ scanf(\ /*输入选择项*/

c=atoi(s); /*将输入的字符串转化为整形数*/ }

while (c<0||c>4); /*选择项不在0~4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 m,k;

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*/ {

case 1:

printf(\ CreateList_sq(&sl);

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《数据结构与算法》实验指导V2017 printf(\ PrintList_sq(&sl); break; case 2:

printf(\ printf(\ scanf(\ int pos;

if (!ListLocate(&sl,k,&pos)) printf(\ else {

printf(\ printf(\ PrintList_sq(&sl); }

break; case 3:

printf(\

printf(\ scanf(\ if (ListInsert_sq(&sl,m,k)) {

printf(\

printf(\ PrintList_sq(&sl); } else

printf(\ break; case 4:

printf(\

printf(\ scanf(\ int deldata;

if (ListDelete_sq(&sl,k,&deldata)) {

printf(\

printf(\ printf(\ PrintList_sq(&sl); } else

printf(\

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《数据结构与算法》实验指导V2017 break; case 0:

exit(0); /*如菜单返回值为0程序结束*/ } }

return 0; }

(1)创建一个顺序表

(2)查找元素位置

（3）插入元素

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《数据结构与算法》实验指导V2017

（4）删除元素

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 1

typedef 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 date; struct LNode *next; }LNode,*LinkList;

LNode *InitList(); /*带头结点单链表初始化*/

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《数据结构与算法》实验指导V2017 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); /*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); /*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=L->next; int i=0; while(p) {

i++;

printf(\第%d个元素%d\ p=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&&j

p=p->next; j++; }

if(!p||j>i-1)

return ERROR;

s=(LNode *)malloc(sizeof(LNode));

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《数据结构与算法》实验指导V2017 if(!s)return ERROR; s->date=e;

s->next=p->next; p->next=s; return OK; }/* InsertElem */ /*（3）---查找第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; p=L->next; while(p&&j

p=p->next; j++; }

if(!p||j>i)

return ERROR; *e=p->date; 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;

while(p&&j

p=p->next; j++; }

if(!p||j>i-1)

return ERROR; s=p->next;

p->next=s->next; *e=s->date; 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)

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《数据结构与算法》实验指导V2017 {

LNode *p,*q,*L; L=InitList(); p=L; int i=1; while(i<=n) {

q=(LNode *)malloc(sizeof(LNode)); printf(\输入链表的结点date %d: \ scanf(\ q->next=NULL; p->next=q; p=q; }

return L; }/*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[]={\ \ /*初始化链表*/ \ /*查找元素*/ \ /*插入元素*/ \ /*删除元素*/

\ /*创建具有n个元素的链表*/ \释放链表所占空间&退出*/ \ };

char s[3]; /*以字符形式保存选择号*/ int c,i; /*定义整形变量*/

for (i=0;i<8;i++) /*输出主菜单数组*/

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《数据结构与算法》实验指导V2017 {

printf(\ } do {

printf(\ /*在菜单窗口外显示提示信息*/ scanf(\ /*输入选择项*/

c=atoi(s); /*将输入的字符串转化为整形数*/ }

while (c<0||c>5); /*选择项不在0~5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(\ L=InitList(L); if(L!=NULL)

printf(\ else

printf(\ break; case 2:

printf(\ printf(\ scanf(\

if (L!=NULL&&GetElem(L,i,&e)) {

printf(\ printf(\ PrintList(L); } else

printf(\ break;

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《数据结构与算法》实验指导V2017 case 3:

printf(\ printf(\ scanf(\ printf(\ scanf(\

if(L!=NULL&&InsertElem(L,i,e)) {

printf(\ printf(\ PrintList(L); } else

printf(\ break; case 4:

printf(\ printf(\ scanf(\

if(L!=NULL&&DeleteElem(L,i,&e)) {

printf(\

printf(\ printf(\ PrintList(L); } else

printf(\ break; case 5:

printf(\ /*输入单链表的元素个数*/ scanf(\ if (n<0) {

printf(\ break; }

printf(\ L=CreateList(n); if (L==NULL) {

printf(\ break; }

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《数据结构与算法》实验指导V2017 printf(\ PrintList(L); break; case 0:

printf(\ if(L!=NULL) {

DestroyLinkList(L); L=NULL; }

exit(0); /*如菜单返回值为0程序结束*/

} }

return 0; }

实验结果：

（1）初始化链表：

（2）查找元素：

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（3）插入数据：

（4）删除数据：

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（5）创建链表：

（6）销毁和退出链表：

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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 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;

/*（1）---创建具有n个结点的无头结点的单向循环链表，返回其头指针*/ LinkList CreateList(int n) {

LinkList L;

L=(LinkList )malloc(sizeof(LinkList)); LNode *q,*p;

printf(\输入元素:\\n\ scanf(\

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《数据结构与算法》实验指导V2017 q=L; int a;

for(a=0;a

p=(LNode *)malloc(sizeof(LNode)); scanf(\ q->next=p; q=p; }

q->next=L; return L; }/*CreateList*/

/*（2）---输出无头结点循环单链表的所有元素*/ void PrintList(LinkList L) {

printf(\输出表中的元素:\ LNode *p;

printf(\ p=L->next; while(p!=L){

printf(\ p=p->next; }

}/*PrintList*/

/*（3）---约瑟夫问题计算，依次输出出局的元素的序号*/ void JOSEPHUS(int n,int k,int m,LinkList L) {

L=CreateList(n); PrintList(L); int a,length=n; LNode *q;

for(a=1;anext; while(length!=1){ for(a=0;anext; q=L->next;

L->next=q->next;

printf(\被删除的数字:%d\\n\ free(q); length-=1; }

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《数据结构与算法》实验指导V2017 printf(\输出最终的一个数字:%d\}/*JOSEPHUS*/ int main() {

int n,m,k;

LinkList L=NULL; /*定义指向单链表的指针*/ printf(\输入元素的个数\ printf(\输入位置\ printf(\输入人数\

while(scanf(\个元素从k位置开始每m个报数*/ JOSEPHUS(n,k,m,L); return 0; }

.输入10 2 3，表示一共有10个数，从第2个数之后开始数，数到3的人出局实验结果：

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《数据结构与算法》实验指导V2017 4、选做实验：设有头单链表，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。 #include #include #define ERROR 0 #define OK 1

typedef int ElemType; typedef struct LNode {

ElemType data;

struct LNode *next; }LNode,*LinkList; LinkList L=NULL;

LNode *InitList(LinkList L); void PrintList(LinkList L);

void DestroyLinkList(LinkList L); LinkList CreateList(int n); /*带头结点单链表初始化*/ LNode *InitList(LinkList L) {

L=(LNode *)malloc(sizeof(LNode)); if (!L) return ERROR; L->next=NULL; return L; }

/*输出带头结点单链表的所有元素 */

void PrintList(LinkList L) {

LinkList p; p=L->next; int i=1; while(p) {

printf(\ p=p->next; }

printf(\}/*PrintList*/

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