线性链表及其基本操作 #define TRUE 1 #define FALSE 0 #define OK 1 #define ERROR 0 #define INFEASIBLE -1 #define MYOVERFLOW -2 typedef int Status; typedef int Elemtype; typedef struct LNode{//结点类型 Elemtype data; LNode *next; }*Link,*Position; typedef struct{//链表类型 Link head, tail;//分别指向线性链表中的头结点和最后一个结点 int len;//指示线性链表中数据元素的个数 }LinkList; Status compare(Elemtype s1, Elemtype s2);//比较两者的大小,相等返回TRUE,否则返回FALSE Status visit(LinkList L);//若存在,则遍历L返回OK,否则返回ERROR Status Create_List(LinkList &);//创造一个链表 Status MakeNode(Link &p, Elemtype e); //分配由p指向的值为e的结点,并返回OK;若分配失败,则返回ERROR void FreeNode(Link &p); //释放p所指结点 Status InitList(LinkList &L); //构造一个空的线性链表L Status DestroyList(LinkList &L); //销毁线性链表L,L不再存在 Status ClearList(LinkList &L); //将线性链表L重置为空表,并释放原链表的结点空间 Status InsFirst(Link h, Link s); //已知h指向线性链表的头结点,将s所指结点插入在第一个结点之前 Status DelFirst(Link h, Link &q); //已知h指向线性链表的头结点,删除链表中的第一个结点并以q返回 Status Append(LinkList &L, Link s); //将指针s所指(彼此以指针相链)的一串结点链接在线性链表L的最后一个结点 //之后,并改变链表L的尾指针指向新的尾结点 Status Remove(LinkList &L, Link &q); //删除线性链表L中的尾结点并以q返回,改变链表L的尾指针指向新的尾结点 Status InsBefore(LinkList &L, Link &p, Link s); //已知p指向线性链表L中的一个结点,将s所指结点插入在p所指结点之前, //并修改指针p指向新插入的结点 Status InsAfter(LinkList &L, Link &p, Link s); //已知p指向线性链表L中的一个结点,将s所指结点插入在p所指结点之后, //并修改指针p指向新插入的结点 Status SetCurElem(Link &p, Elemtype e); //已知p指向线性链表中的一个结点,用e更新p所指结点中数据元素的值 Elemtype GetCurElem(Link p); //已知p指向线性链表中的一个结点,返回p所指结点中数据元素的值 Status ListEmpty(LinkList L); //若线性链表L为空表,则返回TRUE,否则返回FALSE int ListLength(LinkList L); //返回线性链表L中元素个数 Position GetHead(LinkList L); //返回线性链表L中头结点的位置 Position GetLast(LinkList L); //返回线性链表L中最后一个结点的位置 Position PriorPos(LinkList L, Link p); //已知p指向线性链表L中的一个结点,返回p所指结点的直接前驱的位置, //若无前驱,则返回NULL Position NextPos(LinkList L, Link p); //已知p指向线性链表L中的一个结点,返回p所指结点的直接后继的位置, //若无后继,则返回NULL Status LocatePos(LinkList L,int i, Link &p); //返回p指示线性链表L中第i个结点的位置并返回OK,i值不合法时返回ERROR Position LocateElem(LinkList L, Elemtype e, Status(*P)(Elemtype, Elemtype)); //返回线性链表L中第一个与e满足函数p()判定关系的元素的位置, //若不存在这样的元素,则返回NULL Status ListTraverse(LinkList L, Status(*visit)(LinkList)); //依次对L的每个元素调用函数visit()。一旦visit()失败,则操作失败
Status MakeNode(Link &p, Elemtype e) //分配由p指向的值为e的结点,并返回OK;若分配失败,则返回ERROR { p = new LNode;//为*p分配空间 if (p){ p->data = e; return OK; } else return ERROR; } void FreeNode(Link &p) //释放p所指结点 { delete p;//删除*p所占用的空间 } Status InitList(LinkList &L) //构造一个空的线性链表L { Link p = new LNode; if (p){ L.head = p;//新建一个结点,并且头指针和尾指针都指向该结点,长度为0 L.tail = L.head; L.len = 0; return OK; } else return ERROR; } Status Create_List(LinkList &L)//创造一个链表 { if (InitList(L)){//初始化链表 cout << "please input the length of the linklist:" << endl; int len; cin >> len; L.len = len; cout << "please input the data of the linklist:" << endl; for (int i = 1; i <= len; i++){ Link temp = new LNode;//创建结点 cin >> temp->data;//输入结点的数据元素 L.tail->next = temp;//将结点插入到表的末尾 L.tail = L.tail->next; } L.tail->next = NULL; return OK; } else return ERROR; } Status visit(LinkList L)//若存在,则遍历L返回OK,否则返回ERROR { if (L.head){ cout << "the data of the list is:" << endl; L.head = L.head->next; for (; L.head != L.tail;){ cout << L.head->data << " "; L.head = L.head->next; } cout << L.tail->data << endl;//最后输出尾结点的数据元素 return OK; } else return ERROR; } Status ListTraverse(LinkList L, Status(*visit)(LinkList)) //依次对L的每个元素调用函数visit()。一旦visit()失败,则操作失败 { if (visit(L)){ return OK;} else { return ERROR; } } Status DestroyList(LinkList &L) //销毁线性链表L,L不再存在 { for (; L.head != L.tail; L.len--){//释放链表中结点所占的内存空间 Link pt; pt = L.head; L.head = L.head->next; delete pt; } delete L.head; if (L.len == 0){//使L的头指针和尾指针不指向任何地方 L.head = NULL; L.tail = NULL; LinkList *p = &L; delete p; return OK; } else { return ERROR; } } Status ClearList(LinkList &L) //将线性链表L重置为空表,并释放原链表的结点空间 { Link temp = L.head; L.head = L.head->next; for (; L.len>0; L.len--){//释放链表中的结点所占的内存空间 Link pt; pt = L.head; L.head = L.head->next; delete pt; } L.head = temp; if (L.len == 0&&L.head==L.tail){ return OK; } else { return ERROR; } } Status InsFirst(Link h, Link s) //已知h指向线性链表的头结点,将s所指结点插入在第一个结点之前 { if (h){//判断头结点是否存在 s->next = h->next;//将s结点插入到表中 h->next = s; return OK; } else return ERROR; } Status DelFirst(Link h, Link &q) //已知h指向线性链表的头结点,删除链表中的第一个结点并以q返回 { if (h->next){//判断第一个结点是否存在 q = h->next;//给q赋予第一个结点的值 h->next = h->next->next;//将第一个结点从链表中删除 q->next = NULL; return OK; } else return ERROR; } Status Append(LinkList &L, Link s) //将指针s所指(彼此以指针相链)的一串结点链接在线性链表L的最后一个结点 //之后,并改变链表L的尾指针指向新的尾结点 { if (s){ Link temp = s; for (; s->next; s = s->next) { L.len++; }//让S移动到链表的最后一个结点 L.len++; L.tail->next = temp; L.tail = s;//使L.tail指向最后一个结点 return OK; } else return ERROR; } Status Remove(LinkList &L, Link &q) //删除线性链表L中的尾结点并以q返回,改变链表L的尾指针指向新的尾结点 { if (L.head != L.tail){ q = L.tail;//用q返回尾结点 Link temp; temp = L.head; for (; temp->next != L.tail; temp = temp->next){}//使temp指向尾结点的前一个结点 L.tail = temp;//使尾结点指向新的尾结点 L.tail->next = NULL; delete temp->next;//删除旧的尾结点 L.len--; return OK; } else return ERROR; } Status InsBefore(LinkList &L, Link &p, Link s) //已知p指向线性链表L中的一个结点,将s所指结点插入在p所指结点之前, //并修改指针p指向新插入的结点 { Link temp=L.head; for (; temp->next != p&&temp; temp = temp->next){} if (temp->next == p){ s->next = p; temp->next = s; p = s; L.len++; return OK; } else return ERROR; } Status InsAfter(LinkList &L, Link &p, Link s) //已知p指向线性链表L中的一个结点,将s所指结点插入在p所指结点之后, //并修改指针p指向新插入的结点 { Link temp = L.head; for (; temp != p&&temp; temp = temp->next){} if (temp == p){ temp->next=s; s->next = p; p = s; if (temp == L.tail) L.tail = s; L.len++; return OK; } else return ERROR; } Status SetCurElem(Link &p, Elemtype e) //已知p指向线性链表中的一个结点,用e更新p所指结点中数据元素的值 { if (p){ p->data = e; return OK; } else return ERROR; } Elemtype GetCurElem(Link p) //已知p指向线性链表中的一个结点,返回p所指结点中数据元素的值 { if (p){ return p->data; } else return NULL; } Status ListEmpty(LinkList L) //若线性链表L为空表,则返回TRUE,否则返回FALSE { if (L.len == 0){ return TRUE; } else return FALSE; } int ListLength(LinkList L) //返回线性链表L中元素个数 { return L.len; } Position GetHead(LinkList L) //返回线性链表L中头结点的位置 { return L.head; } Position GetLast(LinkList L) //返回线性链表L中最后一个结点的位置 { return L.tail; } Position PriorPos(LinkList L, Link p) //已知p指向线性链表L中的一个结点,返回p所指结点的直接前驱的位置, //若无前驱,则返回NULL { Link temp = L.head; for (; temp->next != p&&temp; temp = temp->next){} if (temp->next == p){ return temp; } else return NULL; } Position NextPos(LinkList L, Link p) //已知p指向线性链表L中的一个结点,返回p所指结点的直接后继的位置, //若无后继,则返回NULL { Link temp = L.head->next; for (; temp != p->next&&temp; temp = temp->next){} if (temp == p->next){ return temp; } else return NULL; } Status LocatePos(LinkList L, int i, Link &p) //返回p指示线性链表L中第i个结点的位置并返回OK,i值不合法时返回ERROR { for (int j = 1; L.head&&j <= i; j++, L.head = L.head->next){} if (L.head){ p = L.head; return OK; } else return ERROR; } Status compare(Elemtype s1, Elemtype s2){ if (s1 == s2)return OK; else return ERROR; } Position LocateElem(LinkList L, Elemtype e, Status(*P)(Elemtype s1, Elemtype s2)) //返回线性链表L中第一个与e满足函数p()判定关系的元素的位置, //若不存在这样的元素,则返回NULL { for (; !P(L.head->next->data, e) && L.head->next; L.head = L.head->next){} if (!L.head->next){ return L.head->next; } else return NULL; }
Status ListInsert_L(LinkList &L, int i, Elemtype e); //在带头结点的单链线性表L的第i个元素之前插入元素e Status MergeList_L(LinkList &La, LinkList &Lb, LinkList &Lc, int(*compare)(Elemtype, Elemtype)); //已知单链线性表La和Lb的元素按值非递减排列。 //归并La和Lb得到新的单链线性表Lc,Lc的元素也按值非递减排列 int compare1(Elemtype a, Elemtype b);//返回a-b的值
Status ListInsert_L(LinkList &L, int i, Elemtype e) //在带头结点的单链线性表L的第i个元素之前插入元素e { Link h,s; if (!MakeNode(s, e))return ERROR; if (i = L.len + 1){ s->next = L.tail->next; L.tail->next = s; L.tail = L.tail->next; } else { if (!LocatePos(L, i - 1, h))return ERROR; InsFirst(h, s); } L.len++; return OK; } int compare1(Elemtype a, Elemtype b){ return a - b; } Status MergeList_L(LinkList &La, LinkList &Lb, LinkList &Lc, int(*compare)(Elemtype, Elemtype)) //已知单链线性表La和Lb的元素按值非递减排列。 //归并La和Lb得到新的单链线性表Lc,Lc的元素也按值非递减排列 { if (!InitList(Lc))return ERROR; Link ha; Link hb; ha = GetHead(La); hb = GetHead(Lb); Link pa; Link pb; pa = NextPos(La, ha); pb = NextPos(Lb, hb); int lenLc = La.len + Lb.len; while (pa&&pb){ Link q; Elemtype a, b; a = GetCurElem(pa); b = GetCurElem(pb); if (compare(a, b)<=0){ DelFirst(ha, q); Append(Lc, q); pa = NextPos(La, ha); } else{ DelFirst(hb, q); Append(Lc, q); pb = NextPos(Lb, hb); } } if (pa)Append(Lc, pa); else Append(Lc, pb); FreeNode(ha); FreeNode(hb); Lc.len = lenLc; return OK; }
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) { LinkList l1,l2,l3; Create_List(l1); Create_List(l2); MergeList_L(l1, l2, l3,compare1); ListTraverse(l3, visit); return 0; }
#define TRUE 1 #define FALSE 0 #define OK 1 #define ERROR 0 #define INFEASIBLE -1 #define MYOVERFLOW -2 typedef int Status; typedef int Elemtype; typedef struct LNode{//结点类型 Elemtype data; LNode *next; }*Link,*Position; typedef struct{//链表类型 Link head, tail;//分别指向线性链表中的头结点和最后一个结点 int len;//指示线性链表中数据元素的个数 }LinkList; Status compare(Elemtype s1, Elemtype s2);//比较两者的大小,相等返回TRUE,否则返回FALSE Status visit(LinkList L);//若存在,则遍历L返回OK,否则返回ERROR Status Create_List(LinkList &);//创造一个链表 Status MakeNode(Link &p, Elemtype e); //分配由p指向的值为e的结点,并返回OK;若分配失败,则返回ERROR void FreeNode(Link &p); //释放p所指结点 Status InitList(LinkList &L); //构造一个空的线性链表L Status DestroyList(LinkList &L); //销毁线性链表L,L不再存在 Status ClearList(LinkList &L); //将线性链表L重置为空表,并释放原链表的结点空间 Status InsFirst(Link h, Link s); //已知h指向线性链表的头结点,将s所指结点插入在第一个结点之前 Status DelFirst(Link h, Link &q); //已知h指向线性链表的头结点,删除链表中的第一个结点并以q返回 Status Append(LinkList &L, Link s); //将指针s所指(彼此以指针相链)的一串结点链接在线性链表L的最后一个结点 //之后,并改变链表L的尾指针指向新的尾结点 Status Remove(LinkList &L, Link &q); //删除线性链表L中的尾结点并以q返回,改变链表L的尾指针指向新的尾结点 Status InsBefore(LinkList &L, Link &p, Link s); //已知p指向线性链表L中的一个结点,将s所指结点插入在p所指结点之前, //并修改指针p指向新插入的结点 Status InsAfter(LinkList &L, Link &p, Link s); //已知p指向线性链表L中的一个结点,将s所指结点插入在p所指结点之后, //并修改指针p指向新插入的结点 Status SetCurElem(Link &p, Elemtype e); //已知p指向线性链表中的一个结点,用e更新p所指结点中数据元素的值 Elemtype GetCurElem(Link p); //已知p指向线性链表中的一个结点,返回p所指结点中数据元素的值 Status ListEmpty(LinkList L); //若线性链表L为空表,则返回TRUE,否则返回FALSE int ListLength(LinkList L); //返回线性链表L中元素个数 Position GetHead(LinkList L); //返回线性链表L中头结点的位置 Position GetLast(LinkList L); //返回线性链表L中最后一个结点的位置 Position PriorPos(LinkList L, Link p); //已知p指向线性链表L中的一个结点,返回p所指结点的直接前驱的位置, //若无前驱,则返回NULL Position NextPos(LinkList L, Link p); //已知p指向线性链表L中的一个结点,返回p所指结点的直接后继的位置, //若无后继,则返回NULL Status LocatePos(LinkList L,int i, Link &p); //返回p指示线性链表L中第i个结点的位置并返回OK,i值不合法时返回ERROR Position LocateElem(LinkList L, Elemtype e, Status(*P)(Elemtype, Elemtype)); //返回线性链表L中第一个与e满足函数p()判定关系的元素的位置, //若不存在这样的元素,则返回NULL Status ListTraverse(LinkList L, Status(*visit)(LinkList)); //依次对L的每个元素调用函数visit()。一旦visit()失败,则操作失败
#include"LinkList.h" typedef LinkList polynomial; int compare2(Elemtype e1, Elemtype e2); //如果e1的指数值<(或=)(或>)e2的指数值,分别返回-1,0,和+1 Status LocateElem(LinkList L, Elemtype e, Position &q, int(*compare)(Elemtype, Elemtype)); //若有序链表L中存在与e满足判定函数compare()取值为0的元素,则q指示L中第一个值为e的结点的位置 //并返回TRUE;否则q指示第一个与e满足判定函数compare()取值>0的元素的前驱的位置,并返回FALSE Status OrderInsert(LinkList &L, Elemtype e, int(*compare)(Elemtype, Elemtype)); //按有序判定函数compare()的约定,将值为e的结点插入到有序链表L的适当位置上 void CreatPolyn(polynomial &P); //输入n项的系数和指数,建立表示一元多项式的有序链表P void DestroyPolyn(polynomial &P); //销毁一元多项式P void PrintPolyn(polynomial p); //打印输出一元多项式P int PolynLength(polynomial P); //返回一元多项式P中的项数 void AddPolyn(polynomial &Pa, polynomial &Pb); //完成多项式相加运算,即:Pa=Pa+Pb,并销毁一元多项式Pb void SubtractPolyn(polynomial &Pa, polynomial &Pb); //完成多项式减法运算,即:Pa=Pa-Pb,并销毁一元多项式Pb void MultiplyPolyn(polynomial &Pa, polynomial &Pb); //完成多项式相乘运算,即:Pa=Pa*Pb,并销毁一元多项式Pb
int compare2(Elemtype e1, Elemtype e2) //如果e1的指数值<(或=)(或>)e2的指数值,分别返回-1,0,和+1 { int i = 0; if (e1.expn < e2.expn)i = -1; if (e1.expn>e2.expn)i = 1; return i; } Status LocateElem(LinkList L, Elemtype e, Position &q, int(*compare)(Elemtype, Elemtype)) //若有序链表L中存在与e满足判定函数compare()取值为0的元素,则q指示L中第一个值为e的结点的位置 //并返回TRUE;否则q指示NULL,并返回FALSE { if (L.head->next){ for (; L.head->next; L.head = L.head->next){ if (!compare(L.head->next->data, e))break; } q = L.head->next; if (!L.head->next)//判断是否全部结点都不满足compare()函数,如果有满足的则返回TRUE return TRUE; else return FALSE;//否则返回FALSE } q = NULL; return FALSE; } Status OrderInsert(LinkList &L, Elemtype e, int(*compare)(Elemtype, Elemtype)) //按有序判定函数compare()的约定,将值为e的结点插入到有序链表L的适当位置上,注意L若是个空链表,则将值为e的结点插入到head的后面 { Link temp=L.head,p=L.head; for (; temp->next; temp = temp->next){ if (compare(e, temp->next->data) == -1)break;//找到前一个结点 } Link t; MakeNode(t, e); t->next = temp->next; if (temp->next)L.tail = t;//将值为e的结点插入到L中,如果为最后一个结点,则要改变尾结点的指向 temp->next = t; L.len++; return OK; } void CreatPolyn(polynomial &P) //输入m项的系数和指数,建立表示一元多项式的有序链表P { Create_List(P); } void DestroyPolyn(polynomial &P) //销毁一元多项式P { DestroyList(P); } void PrintPolyn(polynomial p) //打印输出一元多项式P { ListTraverse(p, visit); } int PolynLength(polynomial P) //返回一元多项式P中的项数 { return ListLength(P); } void AddPolyn(polynomial &Pa, polynomial &Pb) //完成多项式相加运算,即:Pa=Pa+Pb,并销毁一元多项式Pb { Link ta = Pa.head->next; Link tb = Pb.head->next; Link tta = Pa.tail; Link beforeta = Pa.head; for (; ta&&tb;){ if (ta->data.expn < tb->data.expn){//如果ta的指数小于tb的指数,则只需ta向后移 beforeta = ta; ta = ta->next; } else if (ta->data.expn == tb->data.expn){//如果== ta->data.ceof += tb->data.ceof;//ta的系数为两者系数之和 Link tempb = tb;//删除tb,tb向后移一位 tb = tb->next; delete tempb; if (ta->data.ceof == 0){//如果系数之和为0,则要删除ta Link tempa = ta; beforeta->next = ta->next; ta = ta->next; Pa.len--; if (tempa == tta)tta = beforeta; delete tempa; } } else {//如果是> Link temp=tb->next;//则要把tb插进来 beforeta->next = tb; tb->next = ta; beforeta =tb; tb = temp; Pa.len++; } } if (!ta){//如果是ta先为空,则要把tb的剩余元素插进来 tta->next = tb; Pa.tail = Pb.tail; for (; tb; tb = tb->next)Pa.len++; delete Pb.head; } } void SubtractPolyn(polynomial &Pa, polynomial &Pb) //完成多项式减法运算,即:Pa=Pa-Pb,并销毁一元多项式Pb { Link tb = Pb.head->next;//将tb数据元素的系数全部变成相反数,然后进行加法的运算 for (; tb; tb = tb->next){ tb->data.ceof = -tb->data.ceof; } Link ta = Pa.head->next; tb = Pb.head->next; Link tta = Pa.tail; Link beforeta = Pa.head; for (; ta&&tb;){ if (ta->data.expn < tb->data.expn){//如果ta的指数小于tb的指数,则只需ta向后移 beforeta = ta; ta = ta->next; } else if (ta->data.expn == tb->data.expn){//如果== ta->data.ceof += tb->data.ceof;//ta的系数为两者系数之和 Link tempb = tb;//删除tb,tb向后移一位 tb = tb->next; delete tempb; if (ta->data.ceof == 0){//如果系数之和为0,则要删除ta Link tempa = ta; beforeta->next = ta->next; ta = ta->next; Pa.len--; if (tempa == tta)tta = beforeta; delete tempa; } } else {//如果是> Link temp = tb->next;//则要把tb插进来 beforeta->next = tb; tb->next = ta; beforeta = tb; tb = temp; Pa.len++; } } if (!ta){//如果是ta先为空,则要把tb的剩余元素插进来 tta->next = tb; Pa.tail = Pb.tail; for (; tb; tb = tb->next)Pa.len++; delete Pb.head; } } void MultiplyPolyn(polynomial &Pa, polynomial &Pb) //完成多项式相乘运算,即:Pa=Pa*Pb,并销毁一元多项式Pb { polynomial Pc,Pd; InitList(Pc);//构造一个空的链表 Pc.head->next = NULL; Link tb = Pb.head->next; for (; tb; ){ Link ta = Pa.head->next; InitList(Pd); Pd.head->next = NULL; Link td = Pd.head; Link tempd; for (; ta; ta = ta->next){ tempd=new LNode; tempd->data.ceof = ta->data.ceof*tb->data.ceof; tempd->data.expn = ta->data.expn + tb->data.expn; tempd->next = NULL; td->next= tempd; td = td->next; Pd.len++; if (ta->next == NULL)Pd.tail = tempd; } AddPolyn(Pc, Pd); Link tempb = tb; tb = tb->next; delete tempb; } Pa.head = Pa.head->next; for (; Pa.head;){ Link temp = Pa.head; Pa.head = Pa.head->next; delete temp; } delete Pb.head; Pa = Pc; }
// polynomial.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。 // #include "stdafx.h" int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) { polynomial list1,list2; CreatPolyn(list1); CreatPolyn(list2); MultiplyPolyn(list1, list2); PrintPolyn(list1); return 0; }
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