线性表的顺序存储-顺序表

实验1：线性表（顺序表的实现）一、实验项目名称顺序表基本操作的实现二、实验目的掌握线性表的基本操作在顺序存储结构上的实现。

三、实验基本原理顺序表是由地址连续的的向量实现的，便于实现随机访问。

顺序表进行插入和删除运算时，平均需要移动表中大约一半的数据元素，容量难以扩充四、主要仪器设备及耗材Window 11、Dev-C++5.11五、实验步骤1.导入库和一些预定义:2.定义顺序表:3.初始化:4.插入元素:5.查询元素：6.删除元素:7.销毁顺序表:8.清空顺序表:9.顺序表长度:10.判空:11.定位满足大小关系的元素(默认小于):12.查询前驱:13.查询后继:14.输出顺序表15.归并顺序表16.写测试程序以及主函数对顺序表的每一个操作写一个测试函数，然后在主函数用while+switch-case的方式实现一个带菜单的简易测试程序，代码见“实验完整代码”。

实验完整代码:#include <bits/stdc++.h>using namespace std;#define error 0#define overflow -2#define initSize 100#define addSize 10#define compareTo <=typedef int ElemType;struct List{ElemType *elem;int len;int listsize;}L;void init(List &L){L.elem = (ElemType *) malloc(initSize * sizeof(ElemType)); if(!L.elem){cout << "分配内存失败！";exit(overflow);}L.len = 0;L.listsize = initSize;}void destroy(List &L){free(L.elem);L.len = L.listsize = 0;}void clear(List &L){L.len = 0;}bool empty(List L){if(L.len == 0) return true;else return false;}int length(List L){return L.len;}ElemType getElem(List L,int i){if(i < 1 || i > L.len + 1){cout << "下标越界！";exit(error);}return L.elem[i - 1];}bool compare(ElemType a,ElemType b) {return a compareTo b;}int locateElem(List L,ElemType e) {for(int i = 0;i < L.len;i++){if(compare(L.elem[i],e))return i;}return -1;}int check1(List L,ElemType e){int idx = -1;for(int i = 0;i < L.len;i++)if(L.elem[i] == e)idx = i;return idx;}bool check2(List L,ElemType e){int idx = -1;for(int i = L.len - 1;i >= 0;i--)if(L.elem[i] == e)idx = i;return idx;}int priorElem(List L,ElemType cur_e,ElemType pre_e[]) {int idx = check1(L,cur_e);if(idx == 0 || idx == -1){string str = "";str = idx == 0 ? "无前驱结点" : "不存在该元素";cout << str;exit(error);}int cnt = 0;for(int i = 1;i < L.len;i++){if(L.elem[i] == cur_e){pre_e[cnt ++] = L.elem[i - 1];}}return cnt;}int nextElem(List L,ElemType cur_e,ElemType next_e[]){int idx = check2(L,cur_e);if(idx == L.len - 1 || idx == - 1){string str = "";str = idx == -1 ? "不存在该元素" : "无后驱结点";cout << str;exit(error);}int cnt = 0;for(int i = 0;i < L.len - 1;i++){if(L.elem[i] == cur_e){next_e[cnt ++] = L.elem[i + 1];}}return cnt;}void insert(List &L,int i,ElemType e){if(i < 1 || i > L.len + 1){cout << "下标越界！";exit(error);}if(L.len >= L.listsize){ElemType *newbase = (ElemType *)realloc(L.elem,(L.listsize + addSize) * sizeof(ElemType));if(!newbase){cout << "内存分配失败！";exit(overflow);}L.elem = newbase;L.listsize += addSize;for(int j = L.len;j > i - 1;j--)L.elem[j] = L.elem[j - 1];L.elem[i - 1] = e;L.len ++;}void deleteList(List &L,int i,ElemType &e){if(i < 1 || i > L.len + 1){cout << "下标越界！";exit(error);}e = L.elem[i - 1];for(int j = i - 1;j < L.len;j++)L.elem[j] = L.elem[j + 1];L.len --;}void merge(List L,List L2,List &L3){L3.elem = (ElemType *)malloc((L.len + L2.len) * sizeof(ElemType)); L3.len = L.len + L2.len;L3.listsize = initSize;if(!L3.elem){cout << "内存分配异常";exit(overflow);}int i = 0,j = 0,k = 0;while(i < L.len && j < L2.len){if(L.elem[i] <= L2.elem[j])L3.elem[k ++] = L.elem[i ++];else L3.elem[k ++] = L2.elem[j ++];}while(i < L.len)L3.elem[k ++] = L.elem[i ++];while(j < L2.len)L3.elem[k ++] = L2.elem[j ++];}bool visit(List L){if(L.len == 0) return false;for(int i = 0;i < L.len;i++)cout << L.elem[i] << " ";cout << endl;return true;}void listTraverse(List L){if(!visit(L)) return;}void partion(List *L){int a[100000],b[100000],len3 = 0,len2 = 0; memset(a,0,sizeof a);memset(b,0,sizeof b);for(int i = 0;i < L->len;i++){if(L->elem[i] % 2 == 0)b[len2 ++] = L->elem[i];elsea[len3 ++] = L->elem[i];}for(int i = 0;i < len3;i++)L->elem[i] = a[i];for(int i = 0,j = len3;i < len2;i++,j++) L->elem[j] = b[i];cout << "输出顺序表:" << endl;for(int i = 0;i < L->len;i++)cout << L->elem[i] << " ";cout << endl;}//以下是测试函数------------------------------------void test1(List &list){init(list);cout << "初始化完成!" << endl;}void test2(List &list){if(list.listsize == 0)cout << "线性表不存在!" << endl;else{int len;ElemType num;cout << "选择插入的元素数量：" << endl;cin >> len;cout << "依次输入要插入的元素：" << endl;for(int i = 1;i <= len;i++){cin >> num;insert(list,i,num);}cout << "操作成功！" << endl;}}void test3(){if(L.listsize == 0)cout << "线性表不存在!" << endl;else{cout << "请输入要返回的元素的下标" << endl;int idx;cin >> idx;cout << "线性表中第" << idx << "个元素是：" << getElem(L,idx) << endl;}}void test4(){if(L.listsize == 0)cout << "线性表不存在!" << endl;else{int idx;ElemType num;cout << "请输入要删除的元素在线性表的位置" << endl;cin >> idx;deleteList(L,idx,num);cout << "操作成功！" << endl << "被删除的元素是：" << num << endl; }}void test5(){if(L.listsize == 0)cout << "线性表不存在!" << endl;else{destroy(L);cout << "线性表已被销毁" << endl;}}void test6(){if(L.listsize == 0)cout << "线性表不存在!" << endl;else{clear(L);cout << "线性表已被清空" << endl;}}void test7(){if(L.listsize == 0)cout << "线性表不存在!" << endl;else cout << "线性表的长度现在是：" << length(L) << endl;}void test8(){if(L.listsize == 0)cout << "线性表不存在!" << endl;else if(empty(L))cout << "线性表现在为空" << endl;else cout << "线性表现在非空" << endl;}void test9(){if(L.listsize == 0)cout << "线性表不存在!" << endl;else{ElemType num;cout << "请输入待判定的元素:" << endl;cin >> num;cout << "第一个与目标元素满足大小关系的元素的位置：" << locateElem(L,num) << endl;}}void test10(){if(L.listsize == 0)cout << "线性表不存在!" << endl;else{ElemType num,num2[initSize / 2];cout << "请输入参照元素:" << endl;cin >> num;int len = priorElem(L,num,num2);cout << num << "的前驱为：" << endl;for(int i = 0;i < len;i++)cout << num2[i] << " ";cout << endl;}}void test11(){if(L.listsize == 0)cout << "线性表不存在!" << endl;else{ElemType num,num2[initSize / 2];cout << "请输入参照元素:" << endl;cin >> num;int len = nextElem(L,num,num2);cout << num << "的后继为：" << endl;for(int i = 0;i < len;i++)cout << num2[i] << " ";cout << endl;}}void test12(List list){if(L.listsize == 0)cout << "线性表不存在!" << endl;else{cout << "输出线性表所有元素:" << endl;listTraverse(list);}}void test13(){if(L.listsize == 0)cout << "初始线性表不存在!" << endl; else{List L2,L3;cout << "初始化一个新线性表" << endl;test1(L2);test2(L2);cout << "归并两个线性表" << endl;merge(L,L2,L3);cout << "归并成功!" << endl;cout << "输出合并后的线性表" << endl;listTraverse(L3);}}void test14(){partion(&L);cout << "奇偶数分区成功!" << endl;}int main(){std::ios::sync_with_stdio(false);cin.tie(0),cout.tie(0);int op = 0;while(op != 15){cout << "-----------------menu--------------------" << endl;cout << "--------------1：初始化------------------" << endl;cout << "--------------2：插入元素----------------" << endl;cout << "--------------3：查询元素----------------" << endl;cout << "--------------4：删除元素----------------" << endl;cout << "--------------5：销毁线性表--------------" << endl;cout << "--------------6：清空线性表--------------" << endl;cout << "--------------7：线性表长度--------------" << endl;cout << "--------------8：线性表是否为空----------" << endl;cout << "--------------9：定位满足大小关系的元素--" << endl;cout << "--------------10：查询前驱---------------" << endl;cout << "--------------11：查询后继---------------" << endl;cout << "--------------12：输出线性表-------------" << endl;cout << "--------------13：归并线性表-------------" << endl;cout << "--------------14：奇偶分区---------------" << endl;cout << "--------------15: 退出测试程序-----------" << endl;cout << "请输入指令编号:" << endl; if(!(cin >> op)){cin.clear();cin.ignore(INT_MAX,'\n');cout << "请输入整数!" << endl;continue;}switch(op){case 1:test1(L);break;case 2:test2(L);break;case 3:test3();break;case 4:test4();break;case 5:test5();break;case 6:test6();break;case 7:test7();break;case 8:test8();break;case 9:test9();break;case 10:test10();break;case 11:test11();break;case 12:test12(L);break;case 13:test13();break;case 14:test14();break;case 15:cout << "测试结束！" << endl;default:cout << "请输入正确的指令编号！" << endl;}}return 0;}六、实验数据及处理结果1.初始化:2.插入元素3.查询元素（返回的是数组下标，下标从0开始）4.删除元素（位置从1开始）5.销毁顺序表6.清空顺序表7.顺序表长度（销毁或清空操作前）8.判空（销毁或清空操作前）9.定位满足大小关系的元素（销毁或清空操作前）说明：这里默认找第一个小于目标元素的位置且下标从0开始，当前顺序表的数据为:1 4 2 510.前驱（销毁或清空操作前）11.后继（销毁或清空操作前）12.输出顺序表（销毁或清空操作前）13.归并顺序表（销毁或清空操作前）七、思考讨论题或体会或对改进实验的建议通过本次实验，我掌握了定义线性表的顺序存储类型，加深了对顺序存储结构的理解，进一步巩固和理解了顺序表的基本操作，如建立、查找、插入和删除等。

实验1：顺序表基本操作一、实验目的1.学会定义线性表的顺序存储类型，实现C++程序的基本结构，对线性表的一些基本操作和具体的函数定义。

2.掌握顺序表的基本操作，实现顺序表的插入、删除、查找以及求并集等运算。

3.掌握对多函数程序的输入、编辑、调试和运行过程。

二、实验要求1．预习C++语言中结构体的定义与基本操作方法。

2．对顺序表的每个基本操作用单独的函数实现。

3．编写完整程序完成下面的实验内容并上机运行。

4．整理并上交实验报告。

三、实验内容：★1．编写程序实现顺序表的下列基本操作：(1)初始化顺序表La。

(2)将La置为空表。

(3)销毁La。

(4)在La中插入一个新的元素。

(5)删除La中的某一元素。

(6)在La中查找某元素，若找到，则返回它在La中第一次出现的位置，否则返回0。

（7）遍历顺序表La.(8)打印输出La中的元素值。

主函数见课本P61，各函数具体定义参考P53-60.源程序：//以为例a[12]={3,6,9,12,15,18,21,24,27,30,33,36}为例#include<iostream.h>#include<stdlib.h>typedef int ElemType;struct List {ElemType *list;int size;int MaxSize;};void InitList(List &L) //初始化顺序表La{L.MaxSize=10;L.list=new ElemType[L.MaxSize];if(L.list==NULL){cout<<"动态可分配的存储空间用完，退出运行!"<<endl;exit(1);}L.size=0; //将La置为空表}void ClearList(List &L) //销毁La{if(L.list!=NULL){delete []L.list;L.list=NULL;}L.MaxSize=0;L.size=0;}int LenthList(List &L){return L.size;}bool EmptyList(List &L){return L.size==0;}ElemType GetList(List &L,int pos){if(pos<1 || pos>L.size){cerr<<"pos is out range!"<<endl;exit(1);}return L.list[pos-1];}void TraverseList(List &L) //遍历顺序表la{for(int i=0; i<L.size; i++)cout<<L.list[i]<<' ';cout<<endl;}//在La中查找某元素，若找到，则返回它在La中第一次出现的位置，否则返回0。

线性表的顺序存储——顺序表之前我们讲了线性表, 本篇来阐述下线性表的顺序存储——顺序表定义线性表的顺序存储⼜称为顺序表, 它是⽤⼀组地址连续的存储单元依次存储线性表中的数据元素. 逻辑上相邻的两个数据元素在物理位置上同样相邻.规律顺序表中逻辑顺序与物理顺序相同L = ($a_{1}$, $a_{2}$, ..., $a_{i}$, $a_{i + 1}$, ..., $a_{n}$)其中在逻辑上相邻的两个数据元素，在顺序表中也存放在相同的存储单元当中，每⼀个⼩格⼦就代表⼀个存储单元。

注线性表中的元素的位序是从1开始, ⽽数组中元素下标是从0开始的若线性表存储的起始位置为Loc(A), sizeof(ElemType)为每个数据元素所占⽤的存储空间⼤⼩, 那么根据这⼀特点，我们可以计算出每⼀个数据元素存储的地址。

第⼀个元素的地址是 LOC(A)，计算第⼆个元素的地址就可以⽤第⼀个元素的地址加上第⼀个数据元素 $a_{1}$ 所消耗的存储空间，⽤ sizeof 可求得该数据元素所消耗的存储空间⼤⼩。

这⾥需要注意的⼀点是，n 与 MaxSize 是有含义上的不同的，其中 $a_{n}$ 代表的是顺序表中最后⼀个数据元素，⽽ MaxSize 代表的是数组的最后⼀个存储单元。

顺序表的两种实现⽅法顺序表可以⽤数组来实现。

根据数组的两种分配⽅式，也就有两种描述顺序表的⽅法。

分别是静态描述分配顺序表的⽅法和动态描述分配顺序表的⽅法。

⾸先来看数组静态分配时时如何描述⼀个顺序表的。

静态描述分配顺序表#define MaxSize 50typedef struct{ElemType data[MaxSize];int length;}SqList;这就是描述顺序表的语句。

第⼀句是定义了⼀个宏，也就是定义线性表的最⼤长度为 50，同时这也是数组的最⼤容量。

接着定义了⼀个结构体。

结构体就是把多个基本数据类型组合到⼀起构成⼀个新的数据类型。

【数据结构】线性表顺序表详解和代码实例线性表(List)是零个或者多个数据元素的有限序列.⾸先它是⼀个序列.⾥⾯的元素是有顺序的,如果有多个元素,除开头和结尾以外的元素都有⼀个前驱和⼀个后继.⽽开头元素只有后继,结尾元素只有前驱.其次线性表是有限的，也就是⾥⾯的元素个数是有限的。

1ADT 线性表（List）2Data3线性表的数据对象集合为{a1, a2, a3, ......, an},每个元素类型为DataType。

4Operation5InitList(L); //初始化线性表6 IsEmptyList(L); //判断线性表是否为空7 ClearList(L); //清空线性表8 GetElemList(L, i, *e); //获取第i个位置的数据9 SearchList(L, e); //查找与数据e相等的元素10 InsertNodeList(L, i, e);//在第i个位置插⼊元素11 DeleteNodeList(L, i, *e);//删除第i个位置的元素，e获取删除元素12 GetLengthList(L); //获取线性表的长度13endADT关于线性表的基本操作就上⾯⼏种，还有⼏个例如线性表的排序，合并，逆序等等操作。

为了⽂章篇幅，就下次再介绍了。

线性表的顺序存储结构，就是指 ⽤⼀段地址连续的存储单元⼀次存储线性表的数据元素。

学过⾼级语⾔的朋友，相信对数组这玩意⼉都不会陌⽣吧。

数组就是⼀种顺序存储结构。

链式存储结构就是可以⽤⼀组任意的内存单元存储线性表中的元素。

与顺序存储不同的是，这组内存单元可以是连续的，也可以是不连续的。

这就意味着，元素可以存储在内存的任意位置。

正因为如此，在链式结构中，每个元素不仅要存它的信息，还需要存储它后继元素的存储地址。

我们把存储元素信息的域称为数据域，⽽把存储后继元素地址的域称为指针域。

由这两部分共同组成的数据元素ai，则可以称之为节点(Node)。