★观前提示：本篇内容为数据结构实验，代码内容经测试没有问题，但是可能会不符合每个人实验的要求，因此以下内容建议仅做思路参考。
一、实验目的
①了解和掌握线性表的链式存储结构;
②掌握用C 语言上机调试线性表的基本方法;
③掌握线性表的基本操作:插入、删除、查找以及线性表合并等运算在顺序存储结构和链接存储结构上的运算,以及对相应算法的性能分析。
二、实验要求
给定一段程序代码，程序代码所完成的功能为:
①建立一个线性表；
②依次输入数据元素 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10；
③删除数据元素5；
④依次显示当前线性表中的数据元素。假设该线性表的数据元素个数在最坏情况下不会超过100个，要求使用单链表。
⑤程序中有3处错误的地方，有标识，属于逻辑错误，对照书中的代码仔细分析后,要求同学们修改错误的代码，上机调试并得到正确的运行结果。
★温馨提示：以下代码均为改正过的代码，皆已经过测试。
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三、源码实现
①单链表
#include <stdio.h>/*该文件包含pringtf()等函数*/
#include <stdlib.h>/*该文件包含exit()等函数*/
#include <malloc.h>/*该文件包含malloc()等函数*/
typedef int DataType;/*定义DataType为int*/
typedef struct Node
{
DataType data;
struct Node *next;
} SLNode;
void ListInitiate(SLNode **head)/*初始化*/
{
/*如果有内存空间，申请头结点空间并使头指针head指向头结点*/
if((*head = (SLNode *)malloc(sizeof(SLNode))) == NULL) exit(1);
(*head)->next = NULL;/*置链尾标记NULL */
}
int ListLength(SLNode *head) /* 单链表的长度*/
{
SLNode *p = head;/*p指向首元结点*/
int size = 0;/*size初始为0*/
while(p->next != NULL)/*循环计数*/
{
p = p->next;
size ++;
}
return size;
}
int ListInsert(SLNode *head, int i, DataType x)
/*在带头结点的单链表head的数据元素ai（0 ≤ i ≤ size）结点前*/
/*插入一个存放数据元素x的结点*/
{
SLNode *p, *q;
int j;
p = head; /*p指向首元结点*/
j = -1;/*j初始为-1*/
while(p->next != NULL && j < i - 1)
/*最终让指针p指向数据元素ai-1结点*/
{
p = p->next;
j++;
}
if(j != i - 1)
{
printf("插入位置参数错！");
return 0;
}
/*生成新结点由指针q指示*/
if((q = (SLNode *)malloc(sizeof(SLNode))) == NULL) exit(1);
q->data = x;
//此段程序有一处错误
q->next = p->next;/*给指针q->next赋值*/
p->next = q;/*给指针p->next重新赋值*/
return 1;
}
int ListDelete(SLNode *head, int i, DataType *x)
/*删除带头结点的单链表head的数据元素ai（0 ≤ i ≤ size - 1）结点*/
/*删除结点的数据元素域值由x带回。删除成功时返回1；失败返回0*/
{
SLNode *p, *s;
int j;
p = head; /*p指向首元结点*/
j = -1;/*j初始为-1*/
while(p->next != NULL && p->next->next!= NULL && j < i - 1)
/*最终让指针p指向数据元素ai-1结点*/
{
p = p->next;
j++;
}
if(j != i - 1)
{
printf("插入位置参数错！");
return 0;
}
//此段程序有一处错误
s = p->next; /*指针s指向数据元素ai结点*/
*x = s->data;/*把指针s所指结点的数据元素域值赋予x*/
p->next = s->next;/*把数据元素ai结点从单链表中删除指*/
free(s);/*释放指针s所指结点的内存空间*/
return 1;
}
int ListGet(SLNode *head, int i, DataType *x)
/*取数据元素ai和删除函数类同，只是不删除数据元素ai结点*/
{
SLNode *p;
int j;
p = head;
j = -1;
while(p->next != NULL && j < i)
{
p = p->next;
j++;
}
if(j != i)
{
printf("取元素位置参数错！");
return 0;
}
//此段程序有一处错误
*x = p->data;
return 1;
}
void Destroy(SLNode **head)
{
SLNode *p, *p1;
p = *head;
while(p != NULL)
{
p1 = p;
p = p->next;
free(p1);
}
*head = NULL;
}
int main()
{
SLNode *head;
int i, x;
ListInitiate(&head);/*初始化*/
for(i = 0; i < 10; i++)
{
if(ListInsert(head, i, i+1) == 0) /*插入10个数据元素*/
{
printf("错误! \n");
return 0;
}
}
if(ListDelete(head, 4, &x) == 0) /*删除数据元素5*/
{
printf("错误! \n");
return 0;
}
for(i = 0; i < ListLength(head); i++)
{
if(ListGet(head, i, &x) == 0) /*取元素*/
{
printf("错误! \n");
return 0;
}
else printf("%d ", x);/*显示数据元素*/
}
Destroy(&head);
return 0;
}
②合并链表
#include <stdio.h>/*该文件包含pringtf()等函数*/
#include <stdlib.h>/*该文件包含exit()等函数*/
#include <malloc.h>/*该文件包含malloc()等函数*/
typedef int DataType;/*定义DataType为int*/
typedef struct Node
{
DataType data;
struct Node *next;
} SLNode;
void ListInitiate(SLNode **head)/*初始化*/
{
/*如果有内存空间，申请头结点空间并使头指针head指向头结点*/
if((*head = (SLNode *)malloc(sizeof(SLNode))) == NULL) exit(1);
(*head)->next = NULL;/*置链尾标记NULL */
}
int ListLength(SLNode *head) /* 单链表的长度*/
{
SLNode *p = head;/*p指向首元结点*/
int size = 0;/*size初始为0*/
while(p->next != NULL)/*循环计数*/
{
p = p->next;
size ++;
}
return size;
}
int ListInsert(SLNode *head, int i, DataType x)
/*在带头结点的单链表head的数据元素ai（0 ≤ i ≤ size）结点前*/
/*插入一个存放数据元素x的结点*/
{
SLNode *p, *q;
int j;
p = head; /*p指向首元结点*/
j = -1;/*j初始为-1*/
while(p->next != NULL && j < i - 1)
/*最终让指针p指向数据元素ai-1结点*/
{
p = p->next;
j++;
}
if(j != i - 1)
{
printf("插入位置参数错！");
return 0;
}
/*生成新结点由指针q指示*/
if((q = (SLNode *)malloc(sizeof(SLNode))) == NULL) exit(1);
q->data = x;
//此段程序有一处错误
q->next=p->next;/*给指针q->next赋值*/
p->next = q;/*给指针p->next重新赋值*/
return 1;
}
int ListGet(SLNode *head, int i, DataType *x)
/*取数据元素ai和删除函数类同，只是不删除数据元素ai结点*/
{
SLNode *p;
int j;
p = head;
j = -1;
while(p->next != NULL && j < i)
{
p = p->next;
j++;
}
if(j != i)
{
printf("取元素位置参数错！");
return 0;
}
//此段程序有一处错误
*x = p->data;
return 1;
}
void Destory(SLNode **head)
{
SLNode *p, *p1;
p = *head;
while(p != NULL)
{
p1 = p;
p = p->next;
free(p1);
}
*head = NULL;
}
void MergeList(SLNode *head1,SLNode *head2,SLNode **head3)
{
int i=0,j=0,k=0,ai,bj;
int La_len=ListLength(head1),Lb_len=ListLength(head2);
while(i<La_len && j<Lb_len)
{
ListGet(head1,i,&ai);
ListGet(head2,j,&bj);
if(ai<=bj)
{
ListInsert(*head3,k++,ai);
i++;
}
else
{
ListInsert(*head3,k++,bj);
j++;
}
}
while(i<La_len)
{
ListGet(head1,i++,&ai);
ListInsert(*head3,k++,ai);
}
while(j<Lb_len)
{
ListGet(head2,j++,&bj);
ListInsert(*head3,k++,bj);
}
}
int main()
{
SLNode *head1,*head2,*head3;
int i , x;
ListInitiate(&head1);/*初始化*/
ListInitiate(&head2);
ListInitiate(&head3);
for(i = 0; i < 10; i++)
{
if(ListInsert(head1, i, i*2) == 0) /*插入10个数据元素*/
{
printf("错误! \n");
return 1;
}
if(ListInsert(head2,i,i*2+1)==0)
{
printf("错误！\n");
return 1;
}
}
printf("head1:");
for(i = 0; i < ListLength(head1); i++)
{
if(ListGet(head1, i, &x) == 0) /*取元素*/
{
printf("错误! \n");
return 1;
}
else printf("%d ", x);/*显示数据元素*/
}
printf("\nhead2:");
for(i = 0; i < ListLength(head2); i++)
{
if(ListGet(head2, i, &x) == 0) /*取元素*/
{
printf("错误! \n");
return 1;
}
else printf("%d ", x);/*显示数据元素*/
}
MergeList(head1,head2,&head3);
printf("\nhead3:");
for(i = 0; i < ListLength(head3); i++)
{
if(ListGet(head3, i, &x) == 0) /*取元素*/
{
printf("错误! \n");
return 1;
}
else printf("%d ", x);/*显示数据元素*/
}
Destory(&head1);
Destory(&head2);
Destory(&head3);
return 0;
}
四、实验总结与心得
1、总结收获
- 通过本次实验，了解和掌握了线性表的顺序存储结构，对线性表有了进步的认识和了解。
- 通过多次尝试对线性表的代码实现，理解并掌握了用C语言上机调试线性表的基本办法
- 明白了线性表的代码实现逻辑，掌握了线性表的一些基本操作如：插入、删除、合并等
2、实验心得
对于顺序表和链表的基本操作，个人认为本章的难点在于对顺序表和链表的具象化理解，感觉将顺序表和链表看作一个思维图是一种较好的学习方法，还有一个难点就是编写算法的实现函数，初次编写的时候不知道要怎么去实现这种算法，通过查阅资料和了解算法本质，才逐渐明白了算法的实现过程。实验方案选择较为合理，同学们的热心帮助，老师的殷切指导无疑给我带来了很大的帮助，经过多方面努力算法设计正确及运行结果达到了预期。
2022.5.21记录：Code_流苏(CSDN)
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★以上实验内容仅供参考。