数据结构①：线性表的基本操作

一、要求：

1.顺序表的操作

①随机产生一组2位整数，建立线性表的顺序存储结构，要求表中元素互不相同。
② 实现该线性表的遍历。
③ 在该顺序表中查找某一元素,查找成功显示查找元素，否则显示查找失败。
④ 在该顺序表中删除或插入指定元素。
⑤ 建立两个按值递增有序的顺序表，将他们合并成一个按值递减有序的顺序表。

2.单链表的操作

① 输入一组整型元素序列，使用尾插法建立一个带有头结点的单链表。
② 实现该线性表的遍历。
③ 实现单链表的就地逆置。
④ 建立两个按值递增有序的单链表，将他们合并成一个按值递增有序的单链表。要求利用原来的存储空间，并且新表中没有相同的元素。

二、思路：

1.顺序表：

①首先定义结构体类型，随机产生一组两位数，需引入库文件。生成顺序表时，为保证表中元素互不相同，	则每生成一个随机数后，需与前面生成的随机数进行挨个比较，若当前随机数与之前某一元素相同，则需重新生成该随机数，为保证不浪费顺序表的储存空间，此时for循环中的i应自减一，利用continue开始下一次生成随机数。若该随机数与之前的随机数都不相同，则加入随需表中。
②顺序表的遍历操作可用for循环挨个打印显示出来。
③查找某一元素时，需遍历顺序表，直至找到为止。若遍历至顺序表最后没找到，则不存在。
④在指定为止插入或删除某元素时，需先定位到该位置。插入时，该位置及其后的元素依次后移一位，并将该元素插到该位置；删除某元素时，该位置及其以后的元素依次前移一位，并将顺序表长度减一。
⑤将两个按值递增有序的顺序表，合并成一个按值递减有序的顺序表时，需从两个顺序表的最后开始扫描并比较，若La的最后一个元素大于Lb的最后一个元素，则将La的最后一个元素添加到新的空顺序表Lc中，否则将Lb最后的最后一个元素插入到Lc中。扫描到La穷尽时，则将Lb内的剩余元素倒序加入到Lc中，反之加La入Lc中。

2.链表：

①尾插法建立单链表，即每读入一个元素，就将还元素的结点插到链表的末尾，在所有元素都被读取后，将最后一个结点的指针域赋为NULL。
②链表的遍历即当结点p->next不为空的话，一直向后扫描并显示p->data。
③单链表的就地逆置，利用头插法建立逆置后的链表。首先设P指向链表的首元结点，将链表设置成为只有头结点的空链表， 从P开始遍历链表，每访问一个结点，就将该结点插入到头结点的后面，直至遍历结束。
④遍历La和Lb，若Pa->data<=Pb->data，则将Pa所指结点连接到Lc的最后，否则将Pb所指结点连接到Lc最后。首先应设置pre，用来记住Lc的最后一个结点，并不断对其进行更新。直至La或Lb的所有结点全部遍历完为止，然后将另一个链表中的所有剩余结点连接到Lc的最后即可。

三、代码和结果：

1）顺序表的①–④操作

#include
#include
#include
#define	ListInitSize 100
#define ListIncrement 10

typedef struct{
	int *base;
	int length;
	int listsize;
}SqList;

//******顺序表的初始化********//
void InitSqList(SqList &L){
	L.base = (int*)malloc(ListInitSize*sizeof(int));
	if(!L.base)
		return ;
	L.length = 0;
	L.listsize = ListInitSize;
}

//******顺序表的建立********//
void create(SqList &L){
	int i,j,k;
	printf("请输入顺序表元素的个数:\n");
	scanf("%d",&L.length);
	srand(time(NULL));
	for(i=0;i<L.length;i++){
		k = rand()%90+10;          //随机生成2位整数
		j=0;
		while(j<i && k!=L.base[j]){
			j++;
		}
		if(j<i){    //如果当前k与前面某一个数相同，则重新生成k
			i--;
			continue;
		}
		else
			L.base[i] = k; 

	}
}

//******遍历显示顺序表********//
void show(SqList L){
	int j;
	for(j=0;j<L.length;j++)
		printf("%3d",L.base[j]);
	printf("\n");
}

//********查找某元素***********//
int SearchElem(SqList L){
	int i,e;
	i = 0;
	printf("请输入要查找的元素:");
	scanf("%d",&e);
	while(i<L.length && L.base[i] != e)
		i++;
	if(i<L.length){
		printf("查找成功\n");
		printf("该元素为%d,位置为%d\n",L.base[i],i+1);
	}
	else
		printf("查找失败\n");
	printf("\n");
	return 0;
}

//*******删除第i个元素*********//
void ListDelete(SqList &L,int i){
	int j,s;
	if(i<1 || i>L.length)      //i值非法
		return ;
	for(j=i-1;j<L.length;j++){
		L.base[j] = L.base[j+1];
	}
	L.length--;
	printf("删除后第%d个元素后顺序表为:\n",i);
	for(s=0;s<L.length;s++)
		printf("%3d",L.base[s]);
	printf("\n");
}


//******在第i个位置前插入元素**********//
void ListInsert(SqList &L,int i,int e){
	int s,j;
	int *newbase;
	if(i<1 || i>L.length+1)        //i值非法
		return;
//若储存空间已满，需扩充
	if(L.length >= L.listsize){
		newbase = (int*)realloc(L.base,(L.listsize+ListIncrement)*sizeof(int));
		if(!newbase)
			return ;
		L.base = newbase;
		L.listsize += ListIncrement;
	}
	for(j=L.length-1;j>=i-1;j--)
		L.base[j+1] = L.base[j];
	L.base[i-1] = e;
	L.length++;
	printf("在第%d个位置插入%d后顺序表为:\n",i,e);
	for(s=0;s<L.length;s++)
		printf("%3d",L.base[s]);
	printf("\n");
}

//******主函数********//
int main()
{
	SqList L;
	InitSqList(L);
	create(L);
	show(L);
	SearchElem(L);
	ListDelete(L,5);
	ListInsert(L,6,20);
	return 0;
}

结果：

2）顺序表的⑤操作

#include
#include
#define	ListInitSize 30
#define ListIncrement 10

typedef struct{
	int *base;
	int length;
	int listsize;
}SqList;


//*****初始化********//
void InitSqList(SqList &L){
	L.base = (int*)malloc(ListInitSize*sizeof(int));
	if(!L.base)
		return ;
	L.length = 0;
	L.listsize = ListInitSize;
}//InitSqList

//*****建立顺序表*******//
void create(SqList &L){
	int i;
	printf("请输入顺序表元素的个数:\n");
	scanf("%d",&L.length);
	printf("请按递增顺序输入元素:");
	for(i=0;i<L.length;i++)
		scanf("%d",&L.base[i]);
}
//*****遍历显示顺序表*******//
void show(SqList L){
	int j;
	for(j=0;j<L.length;j++)
		printf("%3d",L.base[j]);
	printf("\n");
}

//*****将两个按值递增的顺序表，合并成一个按值递减有序的顺序表*******//
void MergeList(SqList La,SqList Lb,SqList &Lc){
	int i,j,k;
	Lc.base = (int*)malloc((La.length+Lb.length)*sizeof(int));
	Lc.listsize = La.length + Lb.length;
	i=La.length-1;
	j=Lb.length-1;
	k=0;
	while(i>=0 && j>=0)
		if(La.base[i]>=Lb.base[j])
			Lc.base[k++] = La.base[i--];
		else
			Lc.base[k++] = Lb.base[j--];
	while(i>=0)
		Lc.base[k++] = La.base[i--];
	while(j>=0)
		Lc.base[k++] = Lb.base[j--];
	Lc.length = k;
}
//*****主函数*******//
int main()
{
	SqList La,Lb,Lc;
	InitSqList(La);
	InitSqList(Lb);
	create(La);
	create(Lb);
	show(La);
	show(Lb);
	MergeList(La,Lb,Lc);
	show(Lc);
	return 0;
}

结果：

3）链表的①–③操作：

#include
#include

typedef struct LNode{
	int data;
	struct LNode *next;
}LNode,*LinkList;



//*******初始化链表*******//
void InitLinkList(LinkList &L){
	L = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));
	if(!L)
		return ;
	L->next = NULL;
}
//*******尾插法建立链表*******//
void CreateLinkList_Tail(LinkList &L,int n){
	int i;
	LinkList pre,p;
	L = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));
	pre = L;
	printf("请输入%d个整形元素:\n",n);
	for(i=0;i<n;i++){
		p = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));
		scanf("%d",&p->data);
		pre->next = p;
		pre = p;
	}
	pre->next = NULL;
} 
//*******遍历显示链表*******//
void show(LinkList L,int n){
	LinkList p;
	p = L->next;
	printf("链表为:\n");
	while(p){
		printf("%5d",p->data);
		p = p->next;
	}
	printf("\n");
} 

//*******就地逆置链表*******//
void Reverse(LinkList &L){
	LinkList p,q;
	p = L->next;         //p指向首元结点，将L置为空链表
	L->next = NULL;
	while(p){          //遍历单链表
		q = p;             //用q记住p，p结点后移
		p = p->next;
		q->next = L->next;    //将q结点插到链表L中
		L->next = q;
	}
	printf("原地转置后:\n");
	show(L,10);
}

//*******主函数*******//
void main()
{
	int m;
	LinkList L;
	InitLinkList(L);
	printf("请输入链表元素的个数:\n");
	scanf("%d",&m);
	CreateLinkList_Tail(L,m);
	show(L,m);
	Reverse(L);
}

结果：

4）链表的第④个操作：

#include
#include

typedef struct LNode{
	int data;
	struct LNode *next;
}LNode,*LinkList;

//**********尾插法建立链表**********//

void CreateLinkList_Tail(LinkList &L,int n){
	int i;
	LinkList pre,p;
	L = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));
	pre = L;
	for(i=0;i<n;i++){
		p = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));
		scanf("%d",&p->data);
		pre->next = p;
		pre = p;
	}
	pre->next = NULL;
} 

//**********遍历显示**********//
void show(LinkList L,int n){
	LinkList p;
	p = L->next;
	while(p!=NULL){
		printf("%5d",p->data);
		p = p->next;
	}
	printf("\n");
}

//*******求链表长度********// 
int ListLength(LinkList L){
	int count;
	count = 0;
	LinkList p;
	p = L->next;
	while(p){
		count++;
		p = p->next;
	}
	return count;
}
//*****将两个按值递增有序的单链表，合并成一个按值递增有序的单链表，且新表中没有相同的元素*****//
int ListMerge(LinkList La,LinkList Lb,LinkList &Lc){
	LinkList pre,pa,pb;
	Lc = pre = La;
	pa = La->next;
	pb = Lb->next;
	while(pa && pb){
		if(pa->data < pb->data){
			pre->next = pa;
			pre = pa;
			pa = pa->next;
		}
		else if(pa->data == pb->data){
			pre->next = pa;
			pre = pa;
			pa = pa->next;
			pb = pb->next;
		}
		else{
			pre->next = pb;
			pre = pb;
			pb = pb->next;
		}
	}
	if(pa)
		pre->next = pa;
	else
		pre->next = pb;
	free(Lb);
	return ListLength(Lc);
}
//**********主函数**********//
void main()
{
	int x,y,z;
	LinkList La,Lb,Lc;
	printf("请输入第一个链表的长度:\n");
	scanf("%d",&x);
	printf("请按递增顺序入第一个链表的元素:\n");
	CreateLinkList_Tail(La,x);
	printf("请输入第二个链表的长度:\n");
	scanf("%d",&y);
	printf("请按递增顺序输入第二个链表的元素:\n");
	CreateLinkList_Tail(Lb,y);
	printf("第一个链表为:\n");
	show(La,x);
	printf("第二个链表为:\n");
	show(Lb,y);
	z = ListMerge(La,Lb,Lc);
	printf("合并后链表为:\n");
	show(Lc,z);
}

结果：

---

Directions：

初识数据结构