数据结构实验报告.docx
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数据结构实验报告
课程设计报告
课程名称：
数据结构
专业班级：
计算机辅修一班
学号：
财大1309100108
姓名：
徐倬迅
指导教师：
袁凌
报告日期：
2015、6、23
计算机科学与技术
目录
实验一基于顺序结构的线性表实现1
1.1问题描述1
1.2系统设计1
1.3.系统实现2
1.4效率分析5
实验二基于链式结构的线性表实现5
2.1问题描述5
2.2系统设计5
2.3系统实现6
2.4效率分析10
四实验总结与评价10
实验一基于顺序结构的线性表实现
1.1问题描述
基于顺序存储结构，实现线性表的基本的、常见的运算。
1.2系统设计
1.2.1提供12个功能，分别是：
1.InitiaList
2.DestroyList
3.ClearList
4.ListEmpty
5.ListLength
6.GetElem
7.LocatElem
8.PriorElem
9.NextElem
10.ListInsert
11.ListDelete
12.ListTrabverse
1.2.2物理结构为顺序存储结构，数据元素为包含一个整型变量的结构体：
typedefstruct{
intitem1;
}Elemtype;
typedefstruct{
Elemtype*elem;
intlength;
intlistsize;
}SqList;
1.2.3构建线性表之前先声明一个头结点，用于存储该表的基本信息和首结点地址：
SqListL1,L2;//声明头结点
1.2.4文件预处理
#include
#include
#defineTRUE1;
#defineFALSE0;
#defineOK2;
#defineERROR-1;
#defineOVERFLOW-2;
typedefintstatus;
#defineLIST_INIT_SIZE100;
#defineLISTINCREMENT10;//预处理
1.3.系统实现
1.3.1InitialList功能
初始化线性表，传入的是头结点地址。
申请一个大小为LIST_INT_SIZE、类型为Elemtype的线性存储空间，并用头结点中的首结点指针指向该空间首地址。
具体实现如下：
statusIntiaList（SqList*L）{
L->elem=（Elemtype*）malloc（LIST_INIT_SIZE*sizeof（Elemtype））;
if（!
L->elem）
exit（OVERFLOW）;
L->length=0;
L->listsize=LIST_INIT_SIZE;
returnOK;
}//IntiaList
1.3.2DestroyList功能
销毁头结点中首结点址针指向的线性存储空间，传入的是头结点地址。
具体实现如下：
statusDestroyList（SqList*L）{
if（L->elem!
=NULL）
{
free（L->elem）;
ResetSqList（L）;
}
else
returnERROR;
returnOK;
}//DestroyList
1.3.3ClearList功能
与Destroy类似但是又有不同，ClearList并不销毁物理空间，而是修改逻辑关系值：
statusClearList（SqList*L）{
if（L->elem==NULL）
returnERROR;
L->length=0;
returnOK;//ClearList
1.3.4ListEmpt功能
判空功能，判断表是否为空表。
传入的是头结点值，而非地址，因为不需要对头结点进行修改。
实现如下：
statusListEmpty（SqListL）{
if（L.elem==NULL）
returnERROR;
if（0==L.length）
returnTRUE;
else
returnFALSE;//ListEmpty
1.3.5ListLenth功能
求表长功能，由于创建过程中已经把表长信息包含在头结点中，所以直接调用并显示即可：
intListLength（SqListL）{
if（L.elem==NULL）
returnERROR;
returnL.length;
}//ListLenth
1.3.6GetElem功能
获取第i号元素，传入的是头结点值、元素编号i、以及出口表结点地址。
statusGetElem（SqListL,inti,Elemtype*e）{
if（i<1||i>L.length）
returnERROR;
else{
*e=L.elem[i-1];
returnOK;
}
}//GetElem
1.3.7LocatElem功能
获取指定元素编号，传入头结点值、存储了所需元素信息的一个临时表结点值、equal函数地址。
采用顺序比较法从表头遍历并比较，一旦找到，返回编号i。
时间复杂度为
O（n）。
intLocatElem（SqListL,Elemtypee,status（*compare）（Elemtype,Elemtype））{
if（L.elem==NULL）
returnERROR;
inti;
for（i=L.lengthi>0i--）
{
if（compare（e,L.elem[i-1]））
returni;
}
return--i;
}//LocatElem
1.3.8PriorElem功能
求指定元素的前一个元素的内容，传入头结点值、包含指定元素信息的一个临时表结点值、存储前一个元素的表结点地址。
主要思路是先调用LocatElem确定指定元素的位置，如果不是首结点则可直接取到PriorElem的地址。
时间复杂度为O（n）。
具体实现如下：
statusPriorElem（SqListL,Elemtypecur,Elemtype*pre_e）{
if（L.elem==NULL）
returnERROR;
inti=LocatElem（L,cur,equal）;
if（i<=1）
returnERROR;
else{
assignEle（pre_e,L.elem[i-2]）;
returnOK;
}
}//PriorElem
1.3.9NextElem功能
statusNextElem（SqListL,Elemtypecur,Elemtype*next_e）{
if（L.elem==NULL）
returnERROR;
inti=LocatElem（L,cur,equal）;
if（i==L.length&&i==0）
returnERROR;
else{
assignEle（next_e,L.elem[i]）;
returnOK;
}
}//NextElem
1.3.10ListInsert功能
插入一个数据元素，传入头结点地址、插入位置i、临时表结点值。
在调用插入函数前构造一个临时表结点，用于存储数据元素信息。
进入插入子函数，插入前先判断插入位置是否合理，再判断是否“满载”。
如果满载则重新申请更大的存储空间。
接下来正式插入数据元素，“先空位置再插入”。
平均时间复杂度为
，O（n），n即listlenth。
statusListInsert（SqList*L,inti,Elemtypee）{
if（i<1||i>L->length+1）
returnERROR;
if（L->length>=L->listsize）
{
Elemtype*newbase=（Elemtype*）realloc（L->elem,（L->listsize+LISTINCREMENT）*sizeof（Elemtype））;
if（!
newbase）
exit（OVERFLOW）;
L->elem=newbase;
L->listsize+=LISTINCREMENT;
}
Elemtype*insert=&（L->elem[i-1]）;
Elemtype*cur=&（L->elem[L->length-1]）;
for（cur>=insertcur--）
{
*（cur+1）=*cur;
}
*insert=e;
++L->length;
returnOK;
}//ListInsert
1.3.11ListDelete功能
statusListDelete（SqList*L,inti,Elemtype*e）{
if（i<1||i>L->length）
returnERROR;
assignEle（e,L->elem[i-1]）;
for（;ilength;i++）
{
L->elem[i-1]=L->elem[i];
}
--L->length;
returnOK;
}//ListDelete
1.3.12ListTraverse功能
statusListTrabverse（SqListL,void（*visit）（Elemtypee））{
inti;
if（!
L.length）
returnERROR;
for（i=0ivisit（L.elem[i]）;
returnOK;
}//ListTraverse
1.4效率分析
由于在头结点结构体中已经包含了InitiaList、ListLength所需信息，所以效率为O
（1）；
DestroyList、ClearList、ListEmpty、LocatElem、GetElem、PriorElem、NextElem、ListInsert、ListDelete、ListTraverse效率为O（n）。
实验二基于链式结构的线性表实现
2.1问题描述
基于链式存储结构，实现线性表的基本的、常见的运算。
2.2系统设计
2.2.1．同样提供12个功能
1.InitiaList
2.DestroyList
3.ClearList
4.ListEmpty
5.ListLength
6.GetElem
7.LocatElem
8.PriorElem
9.NextElem
10.ListInsert
11.ListDelete
12.ListTrabverse
2.2.2物理结构为链式结构，数据元素包含一个整型变量以及自身类型的指针
typedefstruct{
intitem1;
}Elemtype;
typedefstructLinkList{
Elemtypeele;
structLinkList*next;
}LinkList;
LinkList*L1=NULL;
LinkList*L2=NULL;//使用头结点的指针访问存有L1和L2数据的内存空间
2.2.3预处理
#include
#include//头文件
#defineTRUE1;
#defineFALSE0;
#defineOK2;
#defineERROR-1;
#defineOVERFLOW-2;
typedefintstatus;
#defineLIST_INIT_SIZE100;
#defineLISTINCREMENT10;
2.3系统实现
2.3.1InitiaList
由于链表的创建是动态的，因此初始化不需要创建一个巨大的存储空间。
statusIntiaList（LinkList**L）
{
（*L）=（LinkList*）malloc（sizeof（LinkList））;
if（L==NULL）
exit（OVERFLOW）;
（*L）->next=NULL;
（*L）->ele.item1=0;
returnOK;
}//IntiaList
2.3.2DestroyList
需要遍历链表，同时释放掉每个元素。
statusDestroyList（LinkList**L）{
LinkList*p_prior;
if（*L==NULL）
returnERROR;
while（*L!
=NULL）
{
p_prior=（*L）;
（*L）=（*L）->next;
free（p_prior）;
}
*L=NULL;
returnOK;//DestroyList
2.3.3ClearList
由于链表不同于数序表，这里不仅要在逻辑上清空，还要在物理结构上清空，实现上与Destroy类似。
statusClearList（LinkList*L）{
if（L==NULL）
returnERROR;
DestroyList（&L）;
IntiaList（&L）;
returnOK;
}//ClearList
2.3.4ListEmpty
判空操作，L.elem不为NULL即不空。
statusListEmpty（LinkList*L）{
if（L==NULL）
returnERROR;
if（L->next==NULL）
returnTRUE;
else
returnFALSE;
}//ListEmpty
2.3.5ListLength
求表长，由于在插入元素的同时已经记录了表长信息，所以只要读取L.length即可。
intListLength（SqListL）{
if（L.elem==NULL）
returnERROR;
returnL.length;
}//ListLenth
2.3.6GetElem
取第i号元素并用一个数据元素类型结构体指针传出其信息。
statusGetElem（SqListL,inti,Elemtype*e）{
if（L.elem==NULL||1>i||L.lengthreturnERROR;
else{
assignEle（e,L.elem[i-1]）;
returnOK;
}
}//GetElem
2.3.7LocatElem
基于遍历链表实现定位。
intLocatElem（SqListL,Elemtypee,status（*compare）（Elemtype,Elemtype））{
if（L.elem==NULL）
returnERROR;
inti;
for（i=L.lengthi>0i--）
{
if（compare（e,L.elem[i-1]））
returni;
}
return--i;
}//LocatElem
2.3.8PriorElem
基于遍历找到指定元素的前一个元素。
statusPriorElem（SqListL,Elemtypecur,Elemtype*pre_e）{
if（L.elem==NULL）
returnERROR;
inti=LocatElem（L,cur,equal）;
if（i<=1）
returnERROR;
else{
assignEle（pre_e,L.elem[i-2]）;
returnOK;
}
}//PriorElem
2.3.9NextElem
与PriorElem思路同，不赘述。
statusNextElem（SqListL,Elemtypecur,Elemtype*next_e）{
if（L.elem==NULL）
returnERROR;
inti=LocatElem（L,cur,equal）;
if（i==L.length&&i==0）
returnERROR;
else{
assignEle（next_e,L.elem[i]）;
returnOK;
}
}//NextElem
2.3.10ListInsert
插入一个新元素。
statusListInsert（SqList*L,inti,Elemtypee）{
if（i<1||i>L->length+1）
returnERROR;
if（L->length>=L->listsize）
{
Elemtype*newbase=（Elemtype*）realloc（L->elem,（L->listsize+LISTINCREMENT）*sizeof（Elemtype））;
if（!
newbase）
exit（OVERFLOW）;
L->elem=newbase;
L->listsize+=LISTINCREMENT;
}
Elemtype*insert=&（L->elem[i-1]）;
Elemtype*cur=&（L->elem[L->length-1]）;
for（cur>=insertcur--）
{
*（cur+1）=*cur;
}
*insert=e;
++L->length;
returnOK;
}//ListInsert
2.3.11ListDelete
删除第i号元素。
statusListDelete（SqList*L,inti,Elemtype*e）{
if（i<1||i>L->length）
returnERROR;
assignEle（e,L->elem[i-1]）;
for（;ilength;i++）
{
L->elem[i-1]=L->elem[i];
}
--L->length;
returnOK;
}//ListDelete
2.3.12ListTraverse
顺序遍历链表。
statusListTrabverse（SqListL,void（*visit）（Elemtypee））{
inti;
if（!
L.length）
returnERROR;
for（i=0ivisit（L.elem[i]）;
returnOK;
}//ListTraverse
2.4效率分析
由于在头结点结构体中已经包含了InitiaList、ListLength所需信息，所以效率为O
（1）；
很多功能都基于遍历：
DestroyList、Clearlist、ListTraverse，效率为O（n）;
GetElem、LocatElem、PriorElem、NextElem、ListInsert、ListDelete，平均效率也为O（n）。
四实验总结与评价
自己没有什么c语音基础，学这门课还是很累的，查了很多资料完成了这次实验，其中依然还有有很多半懂不懂的地方，如果有什么疏漏之处，希望老师谅解。
本次实验需要很细心，有一点点的出错都会导致程序调试失败，比如哪个地方多加了一个空格键都不行，写出来的程序中也有没有调试成功的地方。
终于体会到查不出问题的痛苦。
以后做这方面的实验也需要很细致，不能有马虎的地方。
最后实验终于在磕磕绊绊中完成了，真的写不出什么总结。
只想说，我还是去复习准备考试吧。
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