一元多项式的加法减法乘法的实现

数据结构课程设计-一元多项式的加法、减法、乘法的实现一、设计题目一元多项式的加法、减法、乘法的实现。

二、主要内容设有一元多项式A m(x)和B n(x).A m(x)=A0+A1x1+A2x2+A3x3+… +A m x mB n(x)=B0+B1x1+B2x2+B3x3+… +B n x n请实现求M(x)= A m(x)+B n(x)、M(x)= A m(x)-B n(x)和M(x)=A m(x)×B n(x)。

要求：1) 首先判定多项式是否稀疏2) 采用动态存储结构实现；3) 结果M(x)中无重复阶项和无零系数项；4) 要求输出结果的升幂和降幂两种排列情况三、具体要求及应提交的材料1．每个同学以自己的学号和姓名建一个文件夹，如：“312009*********张三”。

里面应包括：学生按照课程设计的具体要求所开发的所有源程序（应该放到一个文件夹中）、任务书和课程设计说明书的电子文档。

2．打印的课程设计说明书（注意：在封面后夹入打印的“任务书”以后再装订）。

四、主要技术路线提示为把多个小功能结合成一个完整的小软件，需使用“菜单设计”技术（可以是控制台方式下的命令行形式，若能做成图形方式则更好）。

五、进度安排共计两周时间，建议进度安排如下：选题，应该在上机实验之前完成需求分析、概要设计可分配4学时完成详细设计可分配4学时调试和分析可分配10学时。

2学时的机动，可用于答辩及按教师要求修改课程设计说明书。

注：只用课内上机时间一般不能完成设计任务，所以需要学生自行安排时间做补充。

六、推荐参考资料(不少于3篇)［1］苏仕华等编著，数据结构课程设计，机械工业出版社，2007［2］严蔚敏等编著，数据结构（C语言版），清华大学出版社，2003［3］严蔚敏等编著，数据结构题集（C语言版），清华大学出版社，2003指导教师签名日期年月日系主任审核日期年月日摘要分析了matlab，mathmatic，maple等数学软件对一元多项式的计算过程，步骤后。

c语言一元多项式的加法,减法,乘法的实现一元多项式是代数学中的重要概念，它由各项式的系数和幂次构成。

在C语言中，我们可以通过定义结构体来表示一元多项式，并实现加法、减法和乘法运算。

我们定义一个结构体来表示一元多项式。

结构体中包含两个成员变量，一个是整数类型的系数coeff，另一个是整数类型的幂次exp。

```ctypedef struct{int coeff; // 系数int exp; // 幂次} Polynomial;```接下来，我们可以实现一元多项式的加法运算。

加法运算的规则是将两个多项式中幂次相同的项的系数相加，若幂次不同的项，则直接将其添加到结果多项式中。

具体实现如下：```cPolynomial addPolynomial(Polynomial poly1, Polynomial poly2){Polynomial result;result.coeff = poly1.coeff + poly2.coeff;result.exp = poly1.exp;return result;}```然后，我们可以实现一元多项式的减法运算。

减法运算的规则是将被减多项式的各项的系数取相反数，然后再与减数多项式相加。

具体实现如下：```cPolynomial subtractPolynomial(Polynomial poly1, Polynomial poly2){Polynomial result;result.coeff = poly1.coeff - poly2.coeff;result.exp = poly1.exp;return result;}```我们可以实现一元多项式的乘法运算。

乘法运算的规则是将两个多项式的每一项相乘，然后将结果相加。

具体实现如下：```cPolynomial multiplyPolynomial(Polynomial poly1, Polynomialpoly2){Polynomial result;result.coeff = poly1.coeff * poly2.coeff;result.exp = poly1.exp + poly2.exp;return result;}```通过上述的实现，我们可以对一元多项式进行加法、减法和乘法运算。

数据结构课程设计实验报告专业班级：学号：姓名：2011年1月1日题目：一元多项式的运算1、题目描述一元多项式的运算在此题中实现加、减法的运算，而多项式的减法可以通过加法来实现（只需在减法运算时系数前加负号）。

在数学上，一个一元n次多项式P n(X)可按降序写成：P n(X)= P n X^n+ P(n-1)X^(n-1)+......+ P1X+P0它由n+1个系数惟一确定，因此，在计算机里它可以用一个线性表P来表示：P=(P n，P(n-1)，......，P1，P0)每一项的指数i隐含在其系数P i的序号里。

假设Q m(X)是一元m次多项式，同样可以用一个线性表Q来表示：Q=(q m,q(m-1)，.....，q1，q0)不是一般性，假设吗吗m<n，则两个多想是相加的结果：R n(X)= P n(X)+ Q m(X)很显然，可以对P,Q和R采用顺序存储结构，使得多项式相加的算法定义和实现简单化。

然而，在通常的应用中，多项式的次数可能变化很大而且很高，使得顺序存储结构的最大长度很难确定。

特别是在处理项数少且次数特别高的情况下，对内存空间的浪费是相当大的。

因此，一般情况下，都采用链式存储结构来处理多项式的运算，使得两个线性链表分别表示一元多项式P n(X)和Q m(X)，每个结点表示多项式中的一项。

通过分析多项式的特征，不难看出多项式是由单项式构成的，而每个单项式都具有系数和指数，当系数为0时，该项就是去了意义，在计算机内要表示一个多项式，至少具有以下数据信息：系数信息、指数信息和指向下一个单项式的指针。

通过指针，我们就可以把多个单项式连接起来，形成一个多项式。

2、任务要求系数定义的是float型，范围是3.4*10^-38~3.4*10^38;指数定义的是int型，范围是-2147483648~+2147483647；输入多项式系数及指数，系统会自动将系数转化为浮点型。

功能：（1）．提示输入数据。

⼀元多项式加法、减法、乘法实现源代码////链接程序：#include#include#include//using namespace std;#define N 1000//#define INF 65535void link();void shunxu();void Menu();typedef struct{int a[N];//记录多项式int len;//记录多项式的长度}Ploy;typedef struct //项的表⽰{ float coef; //系数int expn; //指数}term;typedef struct LNode{ term data; //term多项式值struct LNode *next;}LNode,*LinkList; //两个类型名typedef LinkList polynomail; //⽤带头结点的有序链表表⽰多项式/*⽐较指数*/int cmp(term a,term b){ if(a.expn>b.expn) return 1;if(a.expn==b.expn) return 0;if(a.expnelse exit(-2);}/*⼜⼩到⼤排列*/void arrange1(polynomail pa){ polynomail h=pa,p,q,r;if(pa==NULL) exit(-2);for(p=pa;p->next!=NULL;p=p->next); r=p;for(h=pa;h->next!=r;)//⼤的沉底{ for(p=h;p->next!=r&&p!=r;p=p->next)if(cmp(p->next->data,p->next->next->data)==1){ q=p->next->next;p->next->next=q->next;q->next=p->next;p->next=q;}r=p;//r指向参与⽐较的最后⼀个，不断向前移动} }/*由⼤到⼩排序*/void arrange2(polynomail pa){ polynomail h=pa,p,q,r;if(pa==NULL) exit(-2);for(p=pa;p->next!=NULL;p=p->next); r=p;for(h=pa;h->next!=r;)//⼩的沉底{ for(p=h;p->next!=r&&p!=r;p=p->next)if(cmp(p->next->next->data,p->next->data)==1){ q=p->next->next;p->next->next=q->next;q->next=p->next;p->next=q;}r=p;//r指向参与⽐较的最后⼀个，不断向前移动} }/*打印多项式,求项数*/int printpolyn(polynomail P){ int i;polynomail q;if(P==NULL) printf("⽆项！\n");else if(P->next==NULL) printf("Y=0\n");else{ printf("该多项式为Y=");q=P->next;i=1;if(q->data.coef!=0&&q->data.expn!=0){ printf("%.2fX^%d",q->data.coef,q->data.expn); i++; }if(q->data.expn==0&&q->data.coef!=0)printf("%.2f",q->data.coef);//打印第⼀项q=q->next;if(q==NULL){printf("\n");return 1;}while(1)//while中，打印剩下项中系数⾮零的项，{ if(q->data.coef!=0&&q->data.expn!=0){ if(q->data.coef>0) printf("+");printf("%.2fX^%d",q->data.coef,q->data.expn); i++;}if(q->data.expn==0&&q->data.coef!=0){ if(q->data.coef>0) printf("+");printf("%f",q->data.coef);}q=q->next;if(q==NULL){ printf("\n"); break; }}}return 1;}/*1、创建并初始化多项式链表*/polynomail creatpolyn(polynomail P,int m){//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 polynomail r,q,p,s,Q;int i;P=(LNode*)malloc(sizeof(LNode));r=P;for(i=0;i{s=(LNode*)malloc(sizeof(LNode));printf("请输⼊第%d项的系数和指数：",i+1);scanf("%f%d",&s->data.coef,&s->data.expn);r->next=s;r=s;}r->next=NULL;if(P->next->next!=NULL){for(q=P->next;q!=NULL/*&&q->next!=NULL*/;q=q->next)//合并同类项for(p=q->next,r=q;p!=NULL;)if(q->data.expn==p->data.expn){q->data.coef=q->data.coef+p->data.coef;r->next=p->next;Q=p;p=p->next;free(Q);}else{r=r->next;p=p->next;}}return P;}/*2、两多项式相加*/polynomail addpolyn(polynomail pa,polynomail pb) {//完成多项式相加运算，即：Pa=Pa+Pb polynomail s,newp,q,p,r;int j;p=pa->next;q=pb->next;newp=(LNode*)malloc(sizeof(LNode));r=newp;while(p&&q)//p&&q都不为空{s=(LNode*)malloc(sizeof(LNode));switch(cmp(p->data,q->data)){case -1: s->data.coef=p->data.coef;s->data.expn=p->data.expn;r->next=s;r=s;p=p->next;break;case 0: s->data.coef=p->data.coef+q->data.coef;if(s->data.coef!=0.0){s->data.expn=p->data.expn;r->next=s;r=s;}p=p->next;q=q->next;break;case 1: s->data.coef=q->data.coef;s->data.expn=q->data.expn;r->next=s;r=s;q=q->next;break;}//switch}//while p||q有⼀个跑完就跳出该循环while(p)//p没跑完{s=(LNode*)malloc(sizeof(LNode));s->data.coef=p->data.coef;s->data.expn=p->data.expn;r->next=s;r=s;p=p->next;}//p跑完跳出循环while(q)//q没跑完{s=(LNode*)malloc(sizeof(LNode));s->data.coef=q->data.coef;s->data.expn=q->data.expn;r=s;q=q->next;}//q跑完跳出循环//p&&q都跑完r->next=NULL;for(q=newp->next;q->next!=NULL;q=q->next)//合并同类项{for(p=q;p!=NULL&&p->next!=NULL;p=p->next)if(q->data.expn==p->next->data.expn){q->data.coef=q->data.coef+p->next->data.coef;r=p->next;p->next=p->next->next;free(r);}}printf("升序 1 , 降序 2\n");printf("选择排序⽅式:");scanf("%d",&j);if(j==1)arrange1(newp);elsearrange2(newp);return newp;}/*3、两多项式相减*/polynomail subpolyn(polynomail pa,polynomail pb){//完成多项式相减运算，即：Pa=Pa-Pbpolynomail s,newp,q,p,r,Q; int j;p=pa->next;q=pb->next;newp=(LNode*)malloc(sizeof(LNode));r=newp;while(p&&q){s=(LNode*)malloc(sizeof(LNode));switch(cmp(p->data,q->data)){case -1: s->data.coef=p->data.coef;s->data.expn=p->data.expn;r->next=s;r=s;p=p->next;break;case 0: s->data.coef=p->data.coef-q->data.coef;if(s->data.coef!=0.0){s->data.expn=p->data.expn;r->next=s;r=s;}p=p->next;q=q->next;break;case 1: s->data.coef=-q->data.coef;s->data.expn=q->data.expn;r->next=s;r=s;}//switch}//whilewhile(p){s=(LNode*)malloc(sizeof(LNode));s->data.coef=p->data.coef;s->data.expn=p->data.expn;r->next=s;r=s;p=p->next;}while(q){s=(LNode*)malloc(sizeof(LNode));s->data.coef=-q->data.coef;s->data.expn=q->data.expn;r->next=s;r=s;q=q->next;}r->next=NULL;if(newp->next!=NULL&&newp->next->next!=NULL)//合并同类项{for(q=newp->next;q!=NULL;q=q->next)for(p=q->next,r=q;p!=NULL;)if(q->data.expn==p->data.expn){q->data.coef=q->data.coef+p->data.coef;r->next=p->next;Q=p;p=p->next;free(Q);}else{r=r->next;p=p->next;}}printf("升序 1 , 降序 2\n");printf("选择:");scanf("%d",&j);if(j==1)arrange1(newp);elsearrange2(newp);return newp;}/*4两多项式相乘*/polynomail mulpolyn(polynomail pa,polynomail pb){//完成多项式相乘运算，即：Pa=Pa*Pbpolynomail s,newp,q,p,r;int i=20,j;newp=(LNode*)malloc(sizeof(LNode));r=newp;for(p=pa->next;p!=NULL;p=p->next)for(q=pb->next;q!=NULL;q=q->next){s=(LNode*)malloc(sizeof(LNode));s->data.coef=p->data.coef*q->data.coef;s->data.expn=p->data.expn+q->data.expn;r->next=s;r=s;}r->next=NULL;printf("升序 1 , 降序 2\n");printf("选择:");scanf("%d",&j);if(j==1)arrange1(newp);elsearrange2(newp);for(;i!=0;i--){for(q=newp->next;q->next!=NULL;q=q->next)//合并同类项for(p=q;p!=NULL&&p->next!=NULL;p=p->next)if(q->data.expn==p->next->data.expn){q->data.coef=q->data.coef+p->next->data.coef;r=p->next;p->next=p->next->next;free(r);}}return newp;}/*5、销毁已建⽴的两个多项式*/void delpolyn(polynomail pa,polynomail pb){polynomail p,q;p=pa;while(p!=NULL){q=p;p=p->next;free(q);}p=pb;while(p!=NULL){q=p;p=p->next;free(q);}printf("两个多项式已经销毁\n");}void Menulink(){printf("\n");printf(" ********⼀元多项式链式存储的基本运算********\n"); printf(" 1、创建两个⼀元多项式请按1\n");printf(" 2、两多项式相加得⼀新多项式请按2\n");printf(" 3、两多项式相减得⼀新多项式请按3\n");printf(" 4、两多项式相乘得⼀新多项式请按4\n");printf(" 5、销毁已建⽴的两个多项式请按5\n");printf(" 6、退出该⼦系统返回主菜单请按6\n");printf(" 7、退出该系统请按7\n");printf(" ********************************************\n");printf("\n");}void link() //⼀元多项式链式存储的实现{polynomail pa=NULL,pb=NULL;polynomail p,q;polynomail addp=NULL,subp=NULL,mulp=NULL; int n,m;printf("已进⼊链式存储⼀元多项式运算的⼦系统\n"); Menulink();while(1){printf("请选择你想进⾏的链式存储运算操作：\n"); scanf("%d",&n);switch(n){case 1:if(pa!=NULL){printf("已建⽴两个⼀元多项式，请选择其他操作!"); break;}printf("请输⼊第⼀个多项式：\n");printf("要输⼊⼏项：");scanf("%d",&m);while(m==0){printf("m不能为0，请重新输⼊m：");scanf("%d",&m);}pa=creatpolyn(pa,m);printpolyn(pa);printf("请输⼊第⼆个多项式：\n");printf("要输⼊⼏项：");scanf("%d",&m);while(m==0){printf("m不能为0，请重新输⼊m：");scanf("%d",&m);}pb=creatpolyn(pb,m);printpolyn(pb);break;case 2:if(pa==NULL){printf("请先创建两个⼀元多项式!\n");break;}addp=addpolyn(pa,pb);printpolyn(addp);break;case 3:if(pa==NULL){printf("请先创建两个⼀元多项式!\n");break;}subp=subpolyn(pa,pb);printpolyn(subp);break;case 4:if(pa==NULL){printf("请先创建两个⼀元多项式!\n"); break;}mulp=mulpolyn(pa,pb);printpolyn(mulp);break;case 5:if(pa==NULL){printf("请先创建两个⼀元多项式!\n"); break;}delpolyn(pa,pb);pa=pb=NULL;printf("两个⼀元多项式的销毁成功!\n"); break;case 6:if(addp!=NULL){p=addp;while(p!=NULL){q=p;p=p->next;free(q);}}if(subp!=NULL){p=subp;while(p!=NULL){q=p;p=p->next;free(q);}}printf("返回主菜单\n");Menu();break;case 7:if(addp!=NULL){p=addp;while(p!=NULL){q=p;p=p->next;free(q);}}if(subp!=NULL){p=subp;while(p!=NULL){q=p;p=p->next;free(q);}}printf("已成功退出该系统，谢谢你的使⽤！\n");exit(-2);break;}//switch}//while}//2、顺序程序：void ADD(Ploy A,Ploy B,Ploy *M)/*多项式A与多项式B相加，得到多项式M*/{int la=A.len,lb=B.len,i;M->len=la>lb?la:lb;for(i=0;i<=la&&i<=lb;i++){M->a[i]=A.a[i]+B.a[i];}while(i<=la){M->a[i]=A.a[i];i++;}while(i<=lb){M->a[i]=B.a[i];i++;}return;}void SUB(Ploy A,Ploy B,Ploy *M)/*多项式A与多项式B相减（A-B），得到多项式M*/{int la=A.len,lb=B.len,i;M->len=la>lb?la:lb;for(i=0;i<=la&&i<=lb;i++){M->a[i]=A.a[i]-B.a[i];}while(i<=la) {M->a[i]=A.a[i];i++;}while(i<=lb) {M->a[i]=0-B.a[i];i++;}return ;}void MUL(Ploy A,Ploy B,Ploy *M)/*多项式A与多项式B相乘，得到多项式M*/{int i,j;for(i=0;i<=A.len+B.len+1;i++) M->a[i]=0;for(i=0;i<=A.len;i++)for(j=0;j<=B.len;j++){M->a[i+j]+=A.a[i]*B.a[j];}M->len=A.len+B.len;return ;}void GetPloy(Ploy *A){int i,coef,ex,maxe=0;//ex指指数，maxe指最⼤指数char ch;printf("请输⼊每个项的系数及对应的指数，指数为负数时标志输⼊结束！\n");for(i=0;iA->a[i]=0;scanf("%d%d",&coef,&ex);while(ex>=0){if(ex>maxe)maxe=ex;if(A->a[ex]!=0){printf("你输⼊的项已经存在，是否更新原数据？（Y/N）"); cin>>ch;if(ch=='Y'||ch=='y'){A->a[ex]=coef;printf("更新成功，请继续输⼊！\n");}elseprintf("请继续输⼊！\n");;}elseA->a[ex]=coef;scanf("%d%d",&coef,&ex);}A->len=maxe;return ;}void PrintPloy1(Ploy A)//降序输出顺序⼀元多项式{int i;printf(" %dx^%d ",A.a[A.len],A.len);for(i=A.len-1;i>=1;i--){if(A.a[i]==0) ;else if(A.a[i]==1) printf(" + x^%d ",i);else if(A.a[i]==-1) printf(" - x^%d ",i);else{if(A.a[i]>0)printf("+ %dx^%d ",A.a[i],i);elseprintf("- %dx^%d ",-A.a[i],i);}}if(A.a[0]==0) ;else if(A.a[0]>0)printf(" + %d",A.a[0]);//打印x的0次项elseprintf(" - %d",-A.a[0]);printf("\n");return ;}void PrintPloy2(Ploy A)//升序输出顺序⼀元多项式{int i=0;while(A.a[i]==0)++i;if(i==0)printf("%d",A.a[i]);else{if(A.a[i]==1)printf("x^%d",i);else if(A.a[i]==-1)printf("-x^%d",i);elseprintf("%dx^%d",A.a[i],i);}for(++i;i<=A.len;i++){if(A.a[i]==0) ;else if(A.a[i]==1)printf(" + x^%d",i);else if(A.a[i]==-1)printf(" - x^%d",i);else if(A.a[i]>1)printf(" + %dx^%d",A.a[i],i);else if(A.a[i]<-1)printf(" - %dx^%d",-A.a[i],i);}}void Menushunxu(){printf("\n");printf(" ********⼀元多项式顺序存储的基本运算********\n");printf(" 1、更新两个多项式⼀元多项式请按1\n");printf(" 2、两多项式相加得⼀新多项式请按2\n");printf("3、两多项式相减得⼀新多项式请按3\n");printf(" 4、两多项式相乘得⼀新多项式请按4\n");printf(" 5、退出该⼦系统，返回主菜单请按5\n");printf(" 6、退出该系统请按6\n");printf(" ********************************************\n");printf("\n");return ;}void shunxu() //⼀元多项式顺序存储的实现{Ploy A,B,M;int n,m;printf("进⼊顺序存储⼀元多项式运算⼦系统\n");printf("请输⼊多项式A：\n");GetPloy(&A);printf("请输⼊多项式B：\n");GetPloy(&B);printf("输出两个⼀元多项式A、B，降幂输出请按1，升幂输出请按2！\n"); cin>>m;while(m<1&&m>m){printf("你输⼊的输出新创⼀元多项式的操作号不合法，请重新输⼊\n"); cin>>m;}switch(m){case 1:if(m==1){printf("A降=");PrintPloy1(A);printf("\n");printf("B降=");PrintPloy1(B);break;case 2:if(m==2){printf("A升=");PrintPloy1(A);printf("\n");printf("B升=");PrintPloy1(B);}break;}Menushunxu();while(1){printf("请选择你想进⾏的顺序存储运算操作：\n");cin>>n;while(n<1&&n>6){printf("输⼊的顺序操作号不对，请重新输⼊\n");cin>>n;}switch(n){case 1:if(n==1)printf("更新两个多项式：\n");printf("请输⼊多项式A：\n");GetPloy(&A);printf("请输⼊多项式B：\n");GetPloy(&B);printf("输出两个更新的⼀元多项式A、B，降幂输出请按1，升幂输出请按2！\n"); cin>>m;while(m<1&&m>2){printf("你输⼊的输出排序操作号不合法，请重新输⼊\n");cin>>m;}switch(m){case 1:if(m==1){printf("A降=");PrintPloy1(A);printf("\n");printf("B降=");PrintPloy1(B);}break;case 2:if(m==2){printf("A升=");PrintPloy1(A);printf("\n");printf("B升=");PrintPloy1(B);}break;break;case 2:if(n==2)ADD(A,B,&M);printf("降幂输出请按1，升幂输出请按2！\n");cin>>m;while(m<1&&m>2){printf("你输⼊的输出排序操作号不合法，请重新输⼊\n"); cin>>m;}switch(m){case 1:if(m==1){printf("ADD降=");PrintPloy1(M);printf("\n");}break;case 2:if(m==2){printf("ADD升=");PrintPloy2(M);printf("\n");}break;}break;case 3:if(n==3)SUB(A,B,&M);printf("降幂输出请按1，升幂输出请2！\n");cin>>m;while(m<1&&m>2){printf("你输⼊的输出排序操作号不合法，请重新输⼊\n"); cin>>m;}switch(m){case 1:if(m==1){printf("SUB降=");PrintPloy1(M);printf("\n");}break;case 2:if(m==2){printf("SUB升=");PrintPloy2(M);printf("\n");}break;}break;case 4:if(n==4)MUL(A,B,&M);printf("降幂输出请按1，升幂输出请2！\n");cin>>m;while(m<1&&m>3){printf("你输⼊输出排序操作号不合法，请重新输⼊\n"); cin>>m;}switch(m){case 1:if(m==1){printf("MUL降=");PrintPloy1(M);printf("\n");}break;case 2:if(m==2){printf("MUL升=");PrintPloy2(M);printf("\n");}break;}break;case 5:if(n==5)printf("返回主菜单\n");Menu();break;case 6:if(n==6)printf("已成功退出该系统，谢谢你的使⽤！\n");exit(-2);break;}}}void Menu(){printf("\n");printf(" ************⼀元多项式的基本运算系统************\n"); printf(" 1、⼀元多项式顺序存储的⼦系统请按1\n");printf(" 2、⼀元多项式链式存储的基本运算请按2\n"); printf(" 3、退出系统请按3\n");printf(" ************************************************\n"); printf("\n");printf("请输⼊你想进⾏的操作号：\n");int n;scanf("%d",&n);while(n!=1 && n!=2 && n!=3){printf("对不起，你的输⼊不正确，请重新输⼊！\n"); scanf("%d",&n);}switch(n){case 1:if(n==1)shunxu();break;case 2:if(n==2)link();break;case 3:if(n==3)printf("已成功退出该系统，谢谢你的使⽤！\n"); exit(-2);}}void main(){Menu();}。

实验一一元多项式的表示和相减、相乘一、实验目的1.掌握链表的存储方式2.掌握一元多项式的存储及运算。

二、实验内容已知一元多项式P(x)和Q(x)已存在，求P(x)-Q(x)和P(x)* Q(x)并输出。

要求：1.通过键盘随机输入两多项式P(x)和Q(x)的内容。

2.输出结果要有P(x)和Q(x)的以及它们的差P(x)-Q(x)和乘积P(x)* Q(x)。

三、实验步骤：1.创建一元多项P(x)和Q(x)。

2.求P(x)-Q(x)，P(x)* Q(x)。

3.输出P(x)、Q(x)、P(x)-Q(x)，P(x)* Q(x)。

四、算法说明首先，定义一元多项式的存储方式，然后从键盘输入P(x)和Q(x)对应多项式的各对系数和指数，建立相应的一元多项式五、测试结果参考下图多项式相减多项式相乘六、源代码1.多项式的相减# include<stdio.h># include<malloc.h>typedef struct{float coef; //系数int expn; //指数}ElemType;typedef struct LNode{ //结点类型ElemType data;struct LNode *next;}*LinkList;void MakeNode(LinkList &s,ElemType e){ //生成结点s=(LinkList)malloc(sizeof(LNode));s->data=e;}void InsAfter(LinkList p,LinkList s){//插入结点s->next=p->next;p->next=s;}int compare(ElemType e1,ElemType e2){//比较if(e1.expn>e2.expn)return 1;else if(e1.expn<e2.expn)return -1;return 0;}void OrderInsert(LinkList &L,ElemType e,int(*compare)(ElemType,ElemType)){//有序插入LinkList p=L,q=p->next,s;while(q){int n=compare(e,q->data);if(n<0){MakeNode(s,e);InsAfter(p,s);break;}else if(n==0){q->data.coef=q->data.coef+e.coef;if(q->data.coef==0){p->next=q->next;free(q);} break;}p=p->next;q=p->next;}if(q==NULL){MakeNode(s,e);InsAfter(p,s); //最大，放在最后一个位置}}void InitList(LinkList &L){//初始化L=(LinkList)malloc(sizeof(LNode));L->next=NULL;}void SetCurElem(LinkList &p,ElemType e){ //设置结点p->data.coef=e.coef;p->data.expn=e.expn;}void CreatePolyn(LinkList &L,int m){InitList(L);ElemType e;e.coef=0.0;e.expn=-1;SetCurElem(L,e);//设置头结点的数据元素printf("请输入%d对多项式的值：\n",m);for(int i=1;i<=m;i++){scanf("%f%d",&e.coef,&e.expn); //输入值OrderInsert(L,e,compare);}}void show(LinkList L){//输出方法LinkList p=L->next;if(p){ //第一个输出printf("%.2fX^%d",p->data.coef,p->data.expn); p=p->next;}while(p){if(p->data.coef>0)printf("+");printf("%.2fX^%d",p->data.coef,p->data.expn); p=p->next;}printf("\n");}void ListDestroy(LinkList &L){//销毁LinkList p=L,q;while(p){q=p;p=p->next;free(q);}}void subtract(LinkList L1,LinkList L2,LinkList &L3){//多项式相减ElemType e;InitList(L3);e.coef=0.0;e.expn=-1;SetCurElem(L3,e);//设置头结点的数据元素LinkList p1=L1->next,p2=L2->next,q;//r1始终指向新建链表的尾部,p1和p2表示当前结点while(p2){p2->data.coef=-p2->data.coef;p2=p2->next;}p2=L2->next;while(p1&&p2){int n=compare(p1->data,p2->data);switch(n){case -1:{OrderInsert(L3,p1->data,compare);p1=p1->next;break;} //L1中的值小，插入之case 1:{OrderInsert(L3,p2->data,compare);p2=p2->next;break;} //L2中的值小，插入之case 0:{ //相同e.coef=p1->data.coef+p2->data.coef;e.expn=p1->data.expn;if(e.coef!=0){OrderInsert(L3,e,compare);}p1=p1->next;p2=p2->next;break;}}}if(p1){OrderInsert(L3,p1->data,compare);p1=p1->next;} //添加L1else if(p2){OrderInsert(L3,p2->data,compare);p2=p2->next;} //添加L2 }LinkList FindThan( LinkList X, LinkList L ){LinkList Tmp;Tmp = L;while( Tmp->next != NULL && Tmp->next->data.expn >= X->data.expn ) {Tmp = Tmp->next;}return Tmp;}int main(){LinkList L1,L2,L3,L4;int m,n;printf("请输入多项式P(X)的项数：");scanf("%d",&m);CreatePolyn(L1,m);printf("多项式P(X)为：\n");show(L1);printf("请输入多项式Q(X)的项数：");scanf("%d",&n);CreatePolyn(L2,n);printf("多项式Q(X)为：\n");show(L2);subtract(L1,L2,L3);printf("多项式P(X)-Q(X)为：\n");show(L3);return 0;}2.多项式的相乘# include<stdio.h># include<malloc.h>typedef struct{float coef; //系数int expn; //指数}ElemType;typedef struct LNode{ //结点类型ElemType data;struct LNode *next;}*LinkList;void MakeNode(LinkList &s,ElemType e){//生成结点s=(LinkList)malloc(sizeof(LNode));s->data=e;}void InsAfter(LinkList p,LinkList s){//插入结点s->next=p->next;p->next=s;}int compare(ElemType e1,ElemType e2){//比较if(e1.expn>e2.expn)return 1;else if(e1.expn<e2.expn)return -1;return 0;}void OrderInsert(LinkList &L,ElemType e,int(*compare)(ElemType,ElemType)){//有序插入LinkList p=L,q=p->next,s;while(q){int n=compare(e,q->data);if(n<0){MakeNode(s,e);InsAfter(p,s);break;}else if(n==0){q->data.coef=q->data.coef+e.coef;if(q->data.coef==0){p->next=q->next;free(q);} break;}p=p->next;q=p->next;}if(q==NULL){MakeNode(s,e);InsAfter(p,s); //最大，放在最后一个位置}}void InitList(LinkList &L){//初始化L=(LinkList)malloc(sizeof(LNode));L->next=NULL;}void SetCurElem(LinkList &p,ElemType e){ //设置结点p->data.coef=e.coef;p->data.expn=e.expn;void CreatePolyn(LinkList &L,int m){InitList(L);ElemType e;e.coef=0.0;e.expn=-1;SetCurElem(L,e);//设置头结点的数据元素printf("请输入%d对多项式的值：\n",m);for(int i=1;i<=m;i++){scanf("%f%d",&e.coef,&e.expn); //输入值OrderInsert(L,e,compare);}}void show(LinkList L){//输出方法LinkList p=L->next;if(p){ //第一个输出printf("%.2fX^%d",p->data.coef,p->data.expn); p=p->next;}while(p){if(p->data.coef>0)printf("+");printf("%.2fX^%d",p->data.coef,p->data.expn); p=p->next;}printf("\n");}void ListDestroy(LinkList &L){//销毁LinkList p=L,q;while(p){q=p;p=p->next;free(q);}}void Multiply(LinkList L1,LinkList L2,LinkList &L3){//多项式相乘ElemType e;InitList(L3);e.coef=0.0;e.expn=-1;SetCurElem(L3,e);//设置头结点的数据元素LinkList p1=L1->next,p2=L2->next,q;//r1始终指向新建链表的尾部,p1和p2表示当前结点while(p1){p2=L2->next;while(p2){e.coef=p1->data.coef*p2->data.coef;e.expn=p1->data.expn+p2->data.expn;OrderInsert(L3,e,compare);p2=p2->next;}p1=p1->next;} }int main(){LinkList L1,L2,L3;int m,n;printf("请输入多项式P(X)的项数：");scanf("%d",&m);CreatePolyn(L1,m);printf("多项式P(X)为：\n");show(L1);printf("请输入多项式Q(X)的项数：");scanf("%d",&n);CreatePolyn(L2,n);printf("多项式Q(X)为：\n");show(L2);Multiply(L1,L2,L3);printf("多项式P(X)*Q(X)为：\n");show(L3);return 0;}七、分析总结本程序从源代码开始经过多次调试，一开始创建多项式并没有遇到什么问题，但是减法开始遇到问题，好在经过调试和反复检验后问题都得以解决，在多项式相加的基础上修改，相减和相乘就容易得多。

《数据结构》课程设计多项式计算班级：学号：姓名：指导老师：多项式计算1、问题描述能够按照指数降序排列建立多项式；能够完成两个多项式的相加、相减和相乘，并将结果输出。

2、设计思路这个程序的关键是多项式的创建和排列，以及相乘时系数相乘和指数相加、相加时相同指数的系数相加、相减时相同指数的系数相减。

由于多项式拥有指数和系数（假设基数已定），所以可以定义一个包含指数系数的结构体，用单链表存储多项式的数据，所以结构体包含next指针。

数据插入时比较两数的指数，按照降序排序，从表头的next开始，直至找到合适的位置，然后开始链表中数值的插入，如果相等则直接将指数相加，如果大于就将新数据插入到当前指向的前面，否则将新数据插入到最后。

输入完数据后选择计算方式（相乘、相加、相减），多项式运算时要循环遍历整个多项式，多项式的每一组数据都要和另一个多项式整组数据相运算（每一个运算值都存储到新建的“多项式”链表中），直到两个多项式都遍历完结束。

3、数据结构设计在模拟多项式对象时，为了简化处理，只取最核心的两个数据：多项式的系数和指数。

前面提到，要用单链表操作，所以要加上个next指针，再由该结构体定义一个结点类型和指针类型。

具体数据结构定义如下：typedef struct node{int xs; /*系数*/int zs; /*指数*/struct node * next; /*next指针*/}Dnode,* Dnodelist;4、功能函数设计（1）链表初始化函数Creat_node()带有头结点的头指针指向空（NULL）。

（2）多项式数据的创建函数Creat_Dmeth()当链表初始化成功后，开始创建多项式。

分别循环输入两个多项式的系数和指数，其中要用到插入函数。

（3）数据的插入函数Insert_node()当创建多项式时，要用到此函数，即利用插入的方式将多项式的数据连接起来。

再输入一组数据后，程序自动调用此函数，插入时也进行着排序，从表头的next开始，一一比较指数大小，直到大于或等于当前指向的数据或遍历完所有数据时停止，然后开始链表中数值的插入，如果相等则直接将指数相加，如果大于就将新数据插入到当前指向的前面，否则将新数据插入到最后。

数学与计算机学院课程设计说明书课程名称: 数据结构课程设计课程代码: 8404181题目:一元多项式运算的实现年级/专业/班: 2009-计科-3学生姓名:学号: 312009*********开始时间:2011 年06 月13日完成时间:2011 年06月21 日课程设计成绩：学习态度及平时成绩（30）技术水平与实际能力（20）创新（5）说明书撰写质量（45）总分（100）指导教师签名：年月日目录1 引言 (1)1.1问题的提出 (1)1.2国内外研究的现状 (1)1.3任务与分析 (1)2程序的主要功能 (2)2.1一元多项式创建 (2)2.2一元多项式的加法 (2)2.3一元多项式的减法 (2)2.4一元多项式的乘法 (2)2.5一元多项式项的指数比较 (2)2.6一元多项式运算结果升降排序 (2)2.7一元多项式的输出 (3)2.8一元多项式的销毁 (3)3 程序运行平台 (4)4 总体设计 (5)5 程序类的说明 (6)6 模块分析 (7)6.1创建模块 (8)6.2一元多项式的加法 (10)6.3一元多项式相减 (12)6.4一元多项式相乘 (15)6.5一元多项式输出结果按项的指数排序 (17)6.6一元多项式运算系统实现 (21)7系统测试 (32)8 结论 (38)摘要随着计算机的普及，对数学中一元多项式的研究也逐渐普及，计算机程序员通过对其结构的分析，针对其特殊的结构，利用不同的计算机设计语言编程利用计算机系统实现了对一元多项式的一系列操作。

本课程设计中主要利用C、C++语言编写程序实现了稀疏一元多项式的简单运算系统，该系统具有一元多项式顺序和动态两种存储结构，实现了一元多项式的加法、减法、乘法运算等功能。

关键词：计算机; 一元多项式; C；C++;顺序存储；动态存储1 引言1.1 问题的提出随着计算机的不断发展，计算机的线性表的应用越来越广泛，如今线性表在计算器程序上的应用已达非常成熟的阶段。

1.一元多项式加法、减法、乘法运算的实现 1.1设计内容及要求 1)设计内容（1）使用顺序存储结构实现多项式加、减、乘运算。

例如：10321058)(2456+-+-+=x x x x x x f ,x x x x x x g +--+=23451020107)( 求和结果：102220128)()(2356++-+=+x x x x x g x f （2）使用链式存储结构实现多项式加、减、乘运算，10305100)(1050100+-+=x x x x f ，x x x x x x g 320405150)(10205090+++-= 求和结果：1031040150100)()(102090100++-++=+x x x x x x g x f 2）设计要求（1）用C 语言编程实现上述实验内容中的结构定义和算法。

（2）要有main()函数，并且在main()函数中使用检测数据调用上述算法。

（3）用switch 语句设计如下选择式菜单。

***************数据结构综合性实验**************** *******一、多项式的加法、减法、乘法运算********** ******* 1.多项式创建 ********** ******* 2.多项式相加 ********** ******* 3.多项式相减 ***************** 4.多项式相乘 ********** ******* 5.清空多项式 ********** ******* 0.退出系统 ********** ******* 请选择（0—5） ********** ************************************************* *请选择（0-5）:1.2数据结构设计根据下面给出的存储结构定义：#define MAXSIZE 20 //定义线性表最大容量//定义多项式项数据类型typedef struct{float coef; //系数int expn; //指数}term,elemType;typedef struct{term terms[MAXSIZE]; //线性表中数组元素int last; //指向线性表中最后一个元素位置}SeqList;typedef SeqList polynomial;1.3基本操作函数说明polynomial*Init_Polynomial();//初始化空的多项式int PloynStatus(polynomial*p)//判断多项式的状态int Location_Element(polynomial*p,term x)在多项式p中查找与x项指数相同的项是否存在int Insert_ElementByOrder(polynomial*p,term x)//在多项式p中插入一个指数项xint CreatePolyn(polynomial*P,int m)//输入m项系数和指数，建立表示一元多项式的有序表pchar compare(term term1,term term2)//比较指数项term1和指数项term2polynomial*addPloyn(polynomial*p1,polynomial*p2)//将多项式p1和多项式p2相加，生成一个新的多项式polynomial*subStractPloyn(polynomial*p1,polynomial*p2) //多项式p1和多项式p2相减，生成一个新的多项式polynomial*mulitPloyn(polynomial*p1,polynomial*p2)//多项式p1和多项式p2相乘，生成一个新的多项式void printPloyn(polynomial*p)//输出在顺序存储结构的多项式p1.4程序源代码#include<stdlib.h>#include<stdio.h>#include<iostream.h>#define NULL 0#define MAXSIZE 20typedef struct{float coef;int expn;}term,elemType;typedef struct{term terms[MAXSIZE];int last;}SeqList;typedef SeqList polynomial;void printPloyn(polynomial*p);int PloynStatus(polynomial*p){if(p==NULL){return -1;}else if(p->last==-1){return 0;}else{return 1;}}polynomial*Init_Polynomial(){polynomial*P;P=new polynomial;if(P!=NULL){P->last=-1;return P;}else{return NULL;}}void Reset_Polynomial(polynomial*p){if(PloynStatus(p)==1){p->last=-1;}}int Location_Element(polynomial*p,term x){int i=0;if(PloynStatus(p)==-1)return 0;while(i<=p->last && p->terms[i].expn!=x.expn) {i++;}if(i>p->last){return 0;}else{return 1;}}int Insert_ElementByOrder(polynomial*p,term x) {int j;if(PloynStatus(p)==-1)return 0;if(p->last==MAXSIZE-1){cout<<"The polym is full!"<<endl;return 0;}j=p->last;while(p->terms[j].expn<x.expn && j>=0){p->terms[j+1]=p->terms[j];j--;}p->terms[j+1]=x;p->last++;return 1;}int CreatePolyn(polynomial*P,int m){float coef;int expn;term x;if(PloynStatus(P)==-1)return 0;if(m>MAXSIZE){printf("顺序表溢出\n");return 0;}else{printf("请依次输入%d对系数和指数...\n",m);for(int i=0;i<m;i++){scanf("%f%d",&coef,&expn);x.coef=coef;x.expn=expn;if(!Location_Element(P,x)){Insert_ElementByOrder(P,x);}}}return 1;}char compare(term term1,term term2){if(term1.expn>term2.expn){return'>';}else if(term1.expn<term2.expn){return'<';}else{return'=';}}polynomial*addPloyn(polynomial*p1,polynomial*p2){int i,j,k;i=0;j=0;k=0;if((PloynStatus(p1)==-1)||(PloynStatus(p2)==-1)){return NULL;}polynomial*p3=Init_Polynomial();while(i<=p1->last && j<=p2->last){switch(compare(p1->terms[i],p2->terms[j])){case'>':p3->terms[k++]=p1->terms[i++];p3->last++;break;case'<':p3->terms[k++]=p2->terms[j++];p3->last++;break;case'=':if(p1->terms[i].coef+p2->terms[j].coef!=0){p3->terms[k].coef=p1->terms[i].coef+p2->terms[j].coef;p3->terms[k].expn=p1->terms[i].expn;k++;p3->last++;}i++;j++;}}while(i<=p1->last){p3->terms[k++]=p1->terms[i++];p3->last++;}return p3;}polynomial*subStractPloyn(polynomial*p1,polynomial*p2){int i;i=0;if((PloynStatus(p1)!=1)||(PloynStatus(p2)!=1)){return NULL;}polynomial*p3=Init_Polynomial();p3->last=p2->last;for(i=0;i<=p2->last;i++){p3->terms[i].coef=-p2->terms[i].coef;p3->terms[i].expn=p2->terms[i].expn;}p3=addPloyn(p1,p3);return p3;}polynomial*mulitPloyn(polynomial*p1,polynomial*p2){int i;int j;int k;i=0;if((PloynStatus(p1)!=1)||(PloynStatus(p2)!=1)){return NULL;}polynomial*p3=Init_Polynomial();polynomial**p=new polynomial*[p2->last+1];for(i=0;i<=p2->last;i++){for(k=0;k<=p2->last;k++){p[k]=Init_Polynomial();p[k]->last=p1->last;for(j=0;j<=p1->last;j++){p[k]->terms[j].coef=p1->terms[j].coef*p2->terms[k].coef;p[k]->terms[j].expn=p1->terms[j].expn+p2->terms[k].expn;}p3=addPloyn(p3,p[k]);}}return p3;}void printPloyn(polynomial*p){int i;for(i=0;i<=p->last;i++){if(p->terms[i].coef>0 && i>0)cout<<"+"<<p->terms[i].coef;elsecout<<p->terms[i].coef;cout<<"x^"<<p->terms[i].expn;}cout<<endl;}void menu(){cout<<"\t\t*******数据结构综合性实验*********"<<endl;cout<<"\t\t***一、多项式的加、减、乘法运算***"<<endl;cout<<"\t\t******* 1.多项式创建 *********"<<endl;cout<<"\t\t******* 2.多项式相加 *********"<<endl;cout<<"\t\t******* 3.多项式相减 *********"<<endl;cout<<"\t\t******* 4.多项式相乘 *********"<<endl;cout<<"\t\t******* 5.清空多项式 *********"<<endl;cout<<"\t\t******* 0.退出系统 *********"<<endl;cout<<"\t\t****** 请选择(0-5) ********"<<endl;cout<<"\t\t***********************************"<<endl; }void main(){int sel;polynomial*p1=NULL;polynomial*p2=NULL;polynomial*p3=NULL;while(1){menu();cout<<"\t\t*请选择(0-5):";cin>>sel;switch(sel){case 1:p1=Init_Polynomial();p2=Init_Polynomial();int m;printf("请输入第一个多项式的项数:\n");scanf("%d",&m);CreatePolyn(p1,m);printf("第一个多项式的表达式为p1=");printPloyn(p1);printf("请输入第二个多项式的项数:\n");scanf("%d",&m);CreatePolyn(p2,m);printf("第二个多项式的表达式为p2=");printPloyn(p2);break;case 2:printf("p1+p2=");if((p3=subStractPloyn(p1,p2))!=NULL)printPloyn(p3);break;case 3:printf("\np1-p2=");if((p3=subStractPloyn(p1,p2))!=NULL)printPloyn(p3);break;case 4:printf("\np1*p2=");if((p3=mulitPloyn(p1,p2))!=NULL)printPloyn(p3);case 5:Reset_Polynomial(p1);Reset_Polynomial(p2);Reset_Polynomial(p3);break;case 0:return;}}return;}1.5程序执行结果2.迷宫问题实现2.1设计内容及要求1）设计内容以一个m*n的长方阵表示迷宫，0和1分别表示迷宫中的通路和障碍。