数据结构实验一.docx

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数据结构实验一

数据结构与算法

实验报告

实验题目：

大整数加法

班级：

信息与计算科学141

姓名：

xx

学号：

141021xx

完成日期：

2014.11.03

一、需求分析

1、实验任务是利用线性表的链式存储及其相应操作对两个非负整数（位数可能超过整数类型数据存储的范围）进行相加，求出结果。

2、输入的形式和输入值的范围：

输入的形式为字符，输入值的范围为整数。

3、输出的形式：

整型。

4、程序功能：

实现任意位数的两个整数相加。

5、测试数据：

第一组

666666666666666666666666

222

第二组

12345678987654321

9876543212345678987654321

第三组

133********33333333333333333333333333333

2555555555555555555555555555555555555555

二、概要设计

1、数据类型

储存整数的单链表中的结点结构可以是：

typedefstructline

{

intdata;

structline*next;

}list,*linklist;

2、算法思想

（1）输入两个正确的整数，由于输入整数位数可能超过整数数据类型可以存储的范围，所以要用字符数组的数据类型来接受输入的两个整数。

考虑到每个长整型数的长度在输入之间是无法预知的，因此使用链表在存储空间的分配上更方便一些。

（2）对于存储在字符数组里的整数，可以根据字符数组中从高位到低位的数值位，用前插法建立单链表的方法，将整数存储于带头结点的单链表中每个结点存放一位数字，这时，从单链表的第一个结点到尾结点依次是从个位到最高位的整数，以便相加运算。

（3）对两个单链表依次扫描到尾结点，将尾结点的数值及前面相加留下的进位相加，把和的个位存储到长度长的单链表对应的结点中，同时记录进位，然后把可能有的进位依次与长单链表还未相加过的结点依次相加，若到最后一个结点相加后仍有进位，则要新增加一个结点，以存放进位。

这样两个整数的和已经存储在原来长的单链表中了。

（4）在主函数中要设置相关的数据结构，以存放两个整数和单链表，输入两个整数后，依次可调用输入整数，存储链表模块、链表输出模块、整数相加模块。

3、各子模块

（1）输入整数，存入链表模块

该模块根据字符数组从高位到低位的数值位，用前插法建立单链表。

（2）链表输出模块

输出链表使得从第一个结点到尾结点依次是从个位到最高位的整数，这样便可以进行相加。

（3）整数相加模块

对两个单链表依次扫描到尾结点，将尾结点的数值及前面相加留下的进位相加，把和的个位存储到长度长的单链表对应的结点中，同时记录进位，然后把可能有的进位依次与长单链表还未相加过的结点依次相加，若到最后一个结点相加后仍有进位，则要新增加一个结点，以存放进位。

这样两个整数的和已经存储在原来长的单链表中了。

4、主模块及与子模块的调用关系

（1）主模块

设置数据类型的结构体数组和有关变量，然后依次调用输入整数，存储链表模块、输出链表模块和、整数相加模块。

（2）各模块之间的调用关系

三、详细设计

1、数据结构

typedefstructline

{

intdata;

structline*next;

}list,*linklist;

2、输入整数，存入链表

voidinitList（linklist&l）//输入整数，存入链表

{

charc;

linklistp;

l=（linklist）malloc（sizeof（list））;

l->next=0;

while（（c=getchar（））!

='\n'）

{

p=（linklist）malloc（sizeof（list））;

p->data=c-48;

p->next=l->next;

l->next=p;

}

}

3、输出单链表中的元素值

voidprint（linklistl）//输出链表

{

l=l->next;

while（l!

=0）

{

printf（"%d",l->data）;

l=l->next;

}

}

4、整数相加

voidadd（linklist&l,linklistl1,linklistl2）//求和

{

inta,b=0;

linklistp;

l1=l1->next;

l2=l2->next;

l=（linklist）malloc（sizeof（list））;

l->next=0;

while（l1!

=0&&l2!

=0）

{

a=l1->data+l2->data+b;

l1=l1->next;

l2=l2->next;

b=a/10;

a=a%10;

p=（linklist）malloc（sizeof（list））;

p->data=a;

p->next=l->next;

l->next=p;

}

if（!

l1&&!

l2）

{

if（b==1）

{

p=（linklist）malloc（sizeof（list））;

p->data=1;

p->next=l->next;

l->next=p;

}

}

if（l1）

{

while（l1!

=0）

{

a=l1->data+b;

l1=l1->next;

b=a/10;

a=a%10;

p=（linklist）malloc（sizeof（list））;

p->data=a;

p->next=l->next;

l->next=p;

}

if（b==1）

{

p=（linklist）malloc（sizeof（list））;

p->data=1;

p->next=l->next;

l->next=p;

}

}

if（l2）

{

while（l2!

=0）

{

a=l2->data+b;

l2=l2->next;

b=a/10;

a=a%10;

p=（linklist）malloc（sizeof（list））;

p->data=a;

p->next=l->next;

l->next=p;

}

if（b==1）

{

p=（linklist）malloc（sizeof（list））;

p->data=1;

p->next=l->next;

l->next=p;

}

}

}

5、主程序模块

voidmain（）

{

linklistl1,l2,l3;

while（cout<<"请输入第一个数"）

{

cout<

initList（l1）;

printf（"请输入第二个整数：

\n"）;

initList（l2）;

printf（"两个整数的和是：

\n"）;

add（l3,l1,l2）;//求和

print（l3）;

getchar（）;

printf（"\n"）;

}

}

四、调试分析

1、遇到的问题：

对于将整数存入两个链表后，如何在链表中计算求和的处理方法不了解。

经过多方查询还有和同学沟通将其解决，办法是定义一个新的链表，将两个链表的和存入新链表中。

2、对设计和实现回顾：

对于两个位数可能超过整数数据类型可以存储范围数的加法运算，首先我对数据的输入进行分析，对于这样的数据可以采用字符串或字符数组进行存储，我选择用字符数组，这样我解决了输入问题。

实验的目的是输出两个大正数的和，这我们就要用到单链表先将存储在字符数组中的数存储于单链表中，对于单链表的操作我们必须熟练掌握。

运用单链表将整数输入输出后，得到从第一个结点到尾结点依次是从个位到最高位的整数，这样便可以进行相加。

新的问题出现，如何相加？

我采用定义一个新链表，将两个链表的和存入新链表中来实现和的输出。

3、经验和不足：

（1）在还没有想清楚的时候就急于编写代码，以至于写的程序无法运行，所用到的运算法则不对。

（2）开始写程序时源程序没有严格按单元模块结构编写，可读性较差。

（3）由于初次进行系统的程序设计，层次结构划分不太合理，应在以后的设计中强化此思维，逐渐与工程设计接轨。

五、测试结果

输入:

666666666666666666666666

222

输出：

666666666666666666666888

输入：

12345678987654321

9876543212345678987654321

输出：

9876543224691357975308642

输入：

133********33333333333333333333333333333

2555555555555555555555555555555555555555

输出：

3888888888888888888888888888888888888888

测试通过。

六、实验成绩（教师填写）

教师签名：