上机实验一 顺序表的基本操作和简单程序 西安石油大学数据结构
上机一
实验名称：顺序表的基本操作和简单程序
题目：设计一个有序顺序表，实现以下操作：
1.将元素x插入表中并保持有序；
2.查找值为x的元素，若找到则将其删除；
3.输出表中所有元素。
要求：对上述每个操作各设计为一个子函数，并设计一个主函数调用各子函数，以验证所设计的有序顺序表的正确性。
分析：
题目分析：
这道题要求我们设计一个有序顺序表，然后实现三个基本操作：插入、删除和输出。其中，插入和删除要求保持表的有序性。具体来说，插入是要把新元素按序插入到合适的位置，而删除是要在表中查找到指定元素并删除它。最后，输出操作需要打印所有的元素，以验证表的正确性。
解题思路：
1.定义一个结构体，表示顺序表，包括数据元素、当前长度和最大容量等属性。
2.定义一个初始化函数，用于初始化顺序表。
3.定义一个插入函数，用于将给定元素按序插入到顺序表中。
4.定义一个查找函数，用于查找指定元素在表中的位置，并返回该位置的下标。
5.定义一个删除函数，用于删除指定元素，并保持表的有序性。
6.定义一个输出函数，用于按顺序打印所有元素。
7.在主函数中，创建一个顺序表对象，并依次调用插入、删除和输出等操作函数，以验证其正确性。
伪代码：
1.定义结构体SeqList，表示顺序表
struct SeqList {
int *data; // 数据元素
int length; // 当前长度
int capacity; // 最大容量
};
2.定义初始化函数InitList
void InitList(SeqList &L, int maxsize) {
L.data = new int[maxsize];
L.length = 0;
L.capacity = maxsize;
}
3.定义插入函数Insert
bool Insert(SeqList &L, int x) {
if (L.length == L.capacity) return false; // 表满，插入失败
int i = L.length - 1; // 从后往前查找插入位置
while (i >= 0 && L.data[i] > x) {
L.data[i + 1] = L.data[i];
i–;
}
L.data[i + 1] = x;
L.length++;
return true;
}
4.定义查找函数Find
int Find(SeqList L, int x) {
int i = 0;
while (i < L.length && L.data[i] != x) {
i++;
}
return i < L.length ? i : -1;
}
5.定义删除函数Delete
bool Delete(SeqList &L, int x) {
int pos = Find(L, x);
if (pos == -1) return false; // 找不到指定元素，删除失败
for (int i = pos + 1; i < L.length; i++) {
L.data[i - 1] = L.data[i];
}
L.length–;
return true;
}
6.定义输出函数Print
void Print(SeqList L) {
for (int i = 0; i < L.length; i++) {
cout << L.data[i] << " ";
}
cout << endl;
}
7.在主函数中，依次调用以上定义的函数，以实现测试。
代码示例
这段代码定义了一个有序顺序表的数据结构SqList，并实现了初始化、插入元素、删除元素和输出所有元素等操作。具体来说，代码分为以下几个部分：
首先定义了MAXSIZE常量表示顺序表的最大长度，以及ElemType类型表示顺序表中元素的类型，这里假设为int类型。
#include 接着实现了初始化有序顺序表的函数InitList，将length赋值为0。
void InitList(SqList *L) {
L->length = 0;
}
然后是有序插入元素的函数InsertElement，先判断顺序表是否已满，若已满则返回0表示插入失败；否则在合适的位置插入元素，并将length加1，最终返回1表示插入成功。
int InsertElement(SqList *L, ElemType x) {
if (L->length == MAXSIZE) // 表满
return 0;
int i, j;
for (i = 0; i < L->length && L->data[i] < x; i++);
for (j = L->length - 1; j >= i; j--)
L->data[j+1] = L->data[j];
L->data[i] = x;
L->length++;
return 1;
}
接下来是删除元素的函数DeleteElement，先判断顺序表是否为空，若为空则返回0表示删除失败；否则在顺序表中查找值为x的元素，若找到则删除并将length减1，最终返回1表示删除成功。
int DeleteElement(SqList *L, ElemType x) {
if (L->length == 0) // 空表
return 0;
int i, j;
for (i = 0; i < L->length && L->data[i] < x; i++);
if (i >= L->length || L->data[i] > x) // 未找到
return 0;
for (j = i; j < L->length - 1; j++)
L->data[j] = L->data[j+1];
L->length--;
return 1;
}
最后是输出所有元素的函数PrintList，遍历顺序表中所有元素，逐个输出，并在最后加上换行符。
void PrintList(SqList L) {
int i;
for (i = 0; i < L.length; i++)
printf("%d ", L.data[i]);
printf("\n");
}
在主函数中，先初始化一个有序顺序表L，然后插入4个元素，并输出顺序表中所有元素。接着删除元素4并输出，然后尝试删除一个不存在的元素5并输出，最后再次输出顺序表中所有元素。
int main() {
SqList L;
InitList(&L);
InsertElement(&L, 3);
InsertElement(&L, 1);
InsertElement(&L, 4);
InsertElement(&L, 2);
printf("Insert 3, 1, 4, 2 in order: ");
PrintList(L);
DeleteElement(&L, 4);
printf("Delete 4: ");
PrintList(L);
DeleteElement(&L, 5);
printf("Delete 5: ");
PrintList(L);
printf("All elements: ");
PrintList(L);
return 0;
}
下面是一个基于顺序表的有序操作的示例程序：
#include 你可以将以上代码保存为一个.c文件，并编译运行来验证顺序表的正确性。在程序运行过程中，首先输入顺序表的容量，然后输入一组有序整数序列，程序会依次将其插入顺序表中，并输出插入后的列表。然后输入要删除的元素，程序会在顺序表中查找并删除该元素，并输出删除后的列表。
## 示例代码：
#include 在主函数中，测试完删除元素操作后，我添加了一个输出表中所有元素的代码行：printf("All elements: "); PrintList(L);。这样就可以在测试完整个程序后，输出有序顺序表中的所有元素了。
讲解
这段代码定义了一个有序顺序表的数据结构SqList，并实现了初始化、插入元素、删除元素和输出所有元素等操作。具体来说，代码分为以下几个部分：
首先定义了MAXSIZE常量表示顺序表的最大长度，以及ElemType类型表示顺序表中元素的类型，这里假设为int类型。
#include 接着实现了初始化有序顺序表的函数InitList，将length赋值为0。
void InitList(SqList *L) {
L->length = 0;
}
然后是有序插入元素的函数InsertElement，先判断顺序表是否已满，若已满则返回0表示插入失败；否则在合适的位置插入元素，并将length加1，最终返回1表示插入成功。
int InsertElement(SqList *L, ElemType x) {
if (L->length == MAXSIZE) // 表满
return 0;
int i, j;
for (i = 0; i < L->length && L->data[i] < x; i++);
for (j = L->length - 1; j >= i; j--)
L->data[j+1] = L->data[j];
L->data[i] = x;
L->length++;
return 1;
}
接下来是删除元素的函数DeleteElement，先判断顺序表是否为空，若为空则返回0表示删除失败；否则在顺序表中查找值为x的元素，若找到则删除并将length减1，最终返回1表示删除成功。
int DeleteElement(SqList *L, ElemType x) {
if (L->length == 0) // 空表
return 0;
int i, j;
for (i = 0; i < L->length && L->data[i] < x; i++);
if (i >= L->length || L->data[i] > x) // 未找到
return 0;
for (j = i; j < L->length - 1; j++)
L->data[j] = L->data[j+1];
L->length--;
return 1;
}
最后是输出所有元素的函数PrintList，遍历顺序表中所有元素，逐个输出，并在最后加上换行符。
void PrintList(SqList L) {
int i;
for (i = 0; i < L.length; i++)
printf("%d ", L.data[i]);
printf("\n");
}
在主函数中，先初始化一个有序顺序表L，然后插入4个元素，并输出顺序表中所有元素。接着删除元素4并输出，然后尝试删除一个不存在的元素5并输出，最后再次输出顺序表中所有元素。
int main() {
SqList L;
InitList(&L);
InsertElement(&L, 3);
InsertElement(&L, 1);
InsertElement(&L, 4);
InsertElement(&L, 2);
printf("Insert 3, 1, 4, 2 in order: ");
PrintList(L);
DeleteElement(&L, 4);
printf("Delete 4: ");
PrintList(L);
DeleteElement(&L, 5);
printf("Delete 5: ");
PrintList(L);
printf("All elements: ");
PrintList(L);
return 0;
}
详细分析每个函数的实现
-
初始化函数
InitList(SeqList &L, int maxsize)- 参数：
L为要初始化的顺序表对象，maxsize为最大容量 - 功能：通过动态内存分配为顺序表分配一定大小的数组，并将长度和容量初始化为0和
maxsize，实现了顺序表的初始化操作。
- 参数：
-
插入函数
Insert(SeqList &L, int x)- 参数：
L为目标顺序表对象，x为要插入的元素 - 返回值：布尔类型，表示插入是否成功
- 功能：将元素
x按照从小到大的顺序插入到顺序表中。首先判断顺序表是否已满，若已满则插入失败；若未满，则从后往前遍历顺序表，找到合适的插入位置，并将比x大的元素向后移动一位，最后将x插入到空出来的位置。
- 参数：
-
查找函数
Find(SeqList L, int x)- 参数：
L为目标顺序表对象，x为要查找的元素 - 返回值：整型，表示元素在表中的位置下标，若找不到则返回-1
- 功能：在顺序表中查找指定元素
x的位置。从表头开始遍历，逐个比较元素的值，直到找到与x相等的元素或遍历到表尾。若找到则返回其位置下标，否则返回-1。
- 参数：
-
删除函数
Delete(SeqList &L, int x)- 参数：
L为目标顺序表对象，x为要删除的元素 - 返回值：布尔类型，表示删除是否成功
- 功能：在顺序表中查找指定元素
x，若找到则删除该元素并保持有序性。首先调用查找函数找到元素x的位置，若找不到则删除失败；若找到，则将该位置后面的元素依次向前移动一位，最后将长度减1，实现了删除操作。
- 参数：
-
输出函数
Print(SeqList L)- 参数：
L为目标顺序表对象 - 功能：按照顺序打印出顺序表中所有的元素。使用循环遍历顺序表中的元素，并逐个输出，以空格分隔。
- 参数：
在主函数中，我们创建了一个顺序表对象L，并调用了上述定义的函数进行插入、删除和输出操作，以验证函数的正确性。首先使用插入函数将一些元素按序插入到顺序表中，然后使用输出函数打印出插入元素后的有序表。接着使用删除函数删除指定元素，并再次使用输出函数打印出删除元素后的有序表。最终，程序执行完毕。
这样，我们就实现了一个有序顺序表，并通过插入、删除和输出操作验证了其正确性。
