一元多项式计算(数据结构课程设计)一、系统设计1、算法思想根据一元多项式相加的运算规则：对于两个一元多项式中所有指数相同的项，对应指数相加（减），若其和（差）不为零，则构成“和（差）多项式”中的一项；对于两个一元多项式中所有指数不相同的项，则分别写到“和（差）多项式”中去。
因为多项式指数最高项以及项数是不确定的，因此采用线性链表的存储结构便于实现一元多项式的运算。
为了节省空间，我采用两个链表分别存放多项式a 和多项式b，对于最后计算所得的多项式则利用多项式a进行存储。
主要用到了单链表的插入和删除操作。
(1)一元多项式加法运算它从两个多项式的头部开始，两个多项式的某一项都不为空时，如果指数相等的话，系数就应该相加；相加的和不为零的话，用头插法建立一个新的节点。
P 的指数小于q的指数的话就应该复制q的节点到多项式中。
P的指数大于q的指数的话，就应该复制p节点到多项式中。
当第二个多项式空，第一个多项式不为空时，将第一个多项式用新节点产生。
当第一个多项式空，第二个多项式不为空时，将第二个多项式用新节点产生。
(2)一元多项式的减法运算它从两个多项式的头部开始，两个多项式的某一项都不为空时，如果指数相等的话，系数就相减；相加的和不为零的话，用头插法建立一个新的节点。
p的指数小于q的指数的话，就应该复制q的节点到多项式中。
P的指数大于q的指数的话就应该复制p的节点到多项式中，并且建立的节点的系数为原来的相反数；当第二个多项式空，第一个多项式不为空时，将第一个多项式用新节点产生。
当第一个多项式空，第二个多项式不为空时，将第二个多项式用新节点产生，并且建立的节点的系数为原来的相反数。
2、概要设计(1)主函数流程图：（注：a代表第一个一元二次方程，b代表第二个一元二次方程）(2)一元多项式计算算法用类C语言表示：Typedef struct00{ //项的表示，多项式的项作为LinkList的数据元素Float coef；//细数Int expn；//指数}term，ElemType；//两个类型名：term用于本ADT，ElemType为LinkList的数据对象名Typedef LinkList polynomial：//用带表头的节点的有序链表表示多项式//基本操作的函数原型说明Void CreatePolyn（polynomail&P）；//输入n的系数和指数，建立表示一元多项式的有序链表P 销毁一元多项式P Void DestroyPolyn（polynomailP）；销毁一元多项式PvoidPrintPoly（polynomail P）；//打印输入一元多项式PIntPolynLength（polynnomail P);//返回一元多项式P中的项数void CreatPolyn（polynomail&Pa.polunomail&Pb);//完成多项式相加运算，即:Pa=Pa+Pb,并贤惠一元多项式Pb voidSubtractPolyn（polunomail&Papolunomail&Pb）；//完成多项式相减运算，即：Pa=Pa-Pb，并销毁一元多项式Pb//基本操作的算法描述Int cmp(tem a，temp b）；//依a的指数值<（或=）（或>b的住数值，分别返回-1、0和+1Void CreatePolyn（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PInitList（P）；h=GetHead（P）；E.coef=0.0； e.expn=-1；S erCurElem（h，e）；//设置头结点的数据元素For （i=1；i<=m；++i）{ //依次输入m个非零项Scanf（e.coef，e.epn）；If（！LocateElem（P，e，q，（*cmp）（）））{//当前链表中不存在该指数项If(MakeNode（s，e））InsFirst（q，s）；//生成节点并插入链表}}}//CreatPolun二、详细设计1、算法实现(1)输入一元多项式函数：void shuchu(pnode *head){pnode *p;int one_time=1;p=head;while(p!=NULL) /*如果不为空*/{if(one_time==1){if(p->zhishu==0) /*如果指数为0的话，直接输出系数*/printf("%5.2f",p->xishu); /*如果系数是正的话前面就要加+号*/else if(p->xishu==1||p->xishu==-1)printf("X^%d",p->zhishu); /*如果系数是1的话就直接输出+x*//*如果系数是-1的话就直接输出-x号*/else if(p->xishu>0) /*如果系数是大于0的话就输出+系数x^指数的形式*/ printf("%5.2fX^%d",p->xishu,p->zhishu);else if(p->xishu<0) /*如果系数是小于0的话就输出系数x^指数的形式*/ printf("%5.2fX^%d",p->xishu,p->zhishu);one_time=0;}else{if(p->zhishu==0) /*如果指数为0的话，直接输出系数*/{if(p->xishu>0)printf("+%5.2f",p->xishu); /*如果系数是正的话前面就要加+号*/}else if(p->xishu==1) /*如果系数是1的话就直接输出+x号*/printf("+X^%d",p->zhishu);else if(p->xishu==-1) /*如果系数是-1的话就直接输出-x号*/printf("X^%d",p->zhishu);else if(p->xishu>0) /*如果系数是大于0的话就输出+系数x^指数的形式*/ printf("+%5.2fX^%d",p->xishu,p->zhishu);else if(p->xishu<0) /*如果系数是小于0的话就输出系数x^指数的形式*/printf("%5.2fX^%d",p->xishu,p->zhishu);}p=p->next; /*指向下一个指针*/}printf("\n");}(2)加法函数/*两个多项式的加法运算*/pnode * add(pnode *heada,pnode *headb){pnode *headc,*p,*q,*s,*r; /*headc为头指针，r,s为临时指针，p指向第1个多项式并向右移动，q指向第2个多项式并向右移动*/float x; /*x为系数的求和*/p=heada; /*指向第一个多项式的头*/q=headb; /*指向第二个多项式的头*/headc=(pnode *)malloc(sizeof(pnode)); /*开辟空间*/r=headc;while(p!=NULL&&q!=NULL) /*2个多项式的某一项都不为空时*/{if(p->zhishu==q->zhishu) /*指数相等的话*/{x=p->xishu+q->xishu; /*系数就应该相加*/if(x!=0) /*相加的和不为0的话*/{s=(pnode *)malloc(sizeof(pnode)); /*用头插法建立一个新的节点*/s->xishu=x;s->zhishu=p->zhishu;r->next=s;r=s;}q=q->next;p=p->next; /*2个多项式都向右移*/}else if(p->zhishu<q->zhishu) /*p的系数小于q的系数的话，就应该复制q节点到多项式中*/{s=(pnode *)malloc(sizeof(pnode));s->xishu=q->xishu;s->zhishu=q->zhishu;r->next=s;r=s;q=q->next; /*q向右移动*/}else/*p的系数大于q的系数的话，就应该复制p节点到多项式中*/{s=(pnode *)malloc(sizeof(pnode));s->xishu=p->xishu;s->zhishu=p->zhishu;r->next=s;r=s;p=p->next; /*p向右移动*/}}/*当第2个多项式空，第1个数不为空时，将第一个数剩下的全用新节点产生*/ while(p!=NULL){s=(pnode *)malloc(sizeof(pnode));s->xishu=p->xishu;s->zhishu=p->zhishu;r->next=s;r=s;p=p->next;}/*当第1个多项式空，第1个数不为空时，将第2个数剩下的全用新节点产生*/ while(q!=NULL){s=(pnode *)malloc(sizeof(pnode));s->xishu=q->xishu;s->zhishu=q->zhishu;r->next=s;r=s;q=q->next;}r->next=NULL; /*最后指向空*/headc=headc->next; /*第一个头没有用到*/return headc; /*返回头接点*/}(3)减法函数/*两个多项式的加法运算*/pnode * add(pnode *heada,pnode *headb){pnode *headc,*p,*q,*s,*r; /*headc为头指针，r,s为临时指针，p指向第1个多项式并向右移动，q指向第2个多项式并向右移动*/float x; /*x为系数的求和*/p=heada; /*指向第一个多项式的头*/q=headb; /*指向第二个多项式的头*/headc=(pnode *)malloc(sizeof(pnode)); /*开辟空间*/r=headc;while(p!=NULL&&q!=NULL) /*2个多项式的某一项都不为空时*/{if(p->zhishu==q->zhishu) /*指数相等的话*/{x=p->xishu+q->xishu; /*系数就应该相加*/if(x!=0) /*相加的和不为0的话*/{s=(pnode *)malloc(sizeof(pnode)); /*用头插法建立一个新的节点*/s->xishu=x;s->zhishu=p->zhishu;r->next=s;r=s;}q=q->next;p=p->next; /*2个多项式都向右移*/}else if(p->zhishu<q->zhishu) /*p的系数小于q的系数的话，就应该复制q节点到多项式中*/{s=(pnode *)malloc(sizeof(pnode));s->xishu=q->xishu;s->zhishu=q->zhishu;r->next=s;r=s;q=q->next; /*q向右移动*/}else/*p的系数大于q的系数的话，就应该复制p节点到多项式中*/{s=(pnode *)malloc(sizeof(pnode));s->xishu=p->xishu;s->zhishu=p->zhishu;r->next=s;r=s;p=p->next; /*p向右移动*/}}/*当第2个多项式空，第1个数不为空时，将第一个数剩下的全用新节点产生*/ while(p!=NULL){s=(pnode *)malloc(sizeof(pnode));s->xishu=p->xishu;s->zhishu=p->zhishu;r->next=s;r=s;p=p->next;}/*当第1个多项式空，第1个数不为空时，将第2个数剩下的全用新节点产生*/ while(q!=NULL){s=(pnode *)malloc(sizeof(pnode));s->xishu=q->xishu;s->zhishu=q->zhishu;r->next=s;r=s;q=q->next;}r->next=NULL; /*最后指向空*/headc=headc->next; /*第一个头没有用到*/return headc; /*返回头接点*/}2、程序代码/*一元多项式计算*//*程序功能：能够按照指数降序排列建立并输出多项式；能够完成两个多项式的相加、相减，并将结果输出；*//*提示：输入完一元多项式之后，输入“0 0”结束本一元多项式的输入*//*注意：系数只精确到百分位，最大系数只能为999.99,指数为整数.如果需要输入更大的系数，可以对程序中5.2%f进行相应的修改*/#include<stdio.h>#include<malloc.h>#include<stdlib.h>#include<conio.h>/*建立结构体*/typedef struct pnode{float xishu; /*系数*/int zhishu; /*指数*/struct pnode *next; /*下一个指针*/}pnode;/*用头插法生成一个多项式，系数和指数输入0时退出输入*/pnode * creat()int m;float n;pnode *head,*rear,*s; /*head为头指针，rear和s为临时指针*/ head=(pnode *)malloc(sizeof(pnode));rear=head; /*指向头*/scanf("%f",&n); /*系数*/scanf("%d",&m); /*输入指数*/while(n!=0) /*输入0退出*/{s=(pnode *)malloc(sizeof(pnode));s->xishu=n;s->zhishu=m;s->next=NULL;rear->next=s; /*头插法*/rear=s;scanf("%f",&n); /*输入系数*/scanf("%d",&m); /*输入指数*/}head=head->next; /*第一个头没有用到*/return head;}/*调整多项式*/void tiaozhen(pnode *head){pnode *p,*q,*t;float temp;p=head;while(p!=NULL){q=p;t=q->next;while(t!=NULL){if(t->zhishu>q->zhishu)q=t;t=t->next;}temp=p->xishu;p->xishu=q->xishu;q->xishu=temp;temp=p->zhishu;p->zhishu=q->zhishu;q->zhishu=temp;p=p->next;}/*显示一个多项式*/void shuchu(pnode *head){pnode *p;int one_time=1;p=head;while(p!=NULL) /*如果不为空*/{if(one_time==1){if(p->zhishu==0) /*如果指数为0的话，直接输出系数*/printf("%5.2f",p->xishu); /*如果系数是正的话前面就要加+号*/else if(p->xishu==1||p->xishu==-1)printf("X^%d",p->zhishu); /*如果系数是1的话就直接输出+x*//*如果系数是-1的话就直接输出-x号*/else if(p->xishu>0) /*如果系数是大于0的话就输出+系数x^指数的形式*/ printf("%5.2fX^%d",p->xishu,p->zhishu);else if(p->xishu<0) /*如果系数是小于0的话就输出系数x^指数的形式*/ printf("%5.2fX^%d",p->xishu,p->zhishu);one_time=0;}else{if(p->zhishu==0) /*如果指数为0的话，直接输出系数*/{if(p->xishu>0)printf("+%5.2f",p->xishu); /*如果系数是正的话前面就要加+号*/}else if(p->xishu==1) /*如果系数是1的话就直接输出+x号*/printf("+X^%d",p->zhishu);else if(p->xishu==-1) /*如果系数是-1的话就直接输出-x号*/printf("X^%d",p->zhishu);else if(p->xishu>0) /*如果系数是大于0的话就输出+系数x^指数的形式*/ printf("+%5.2fX^%d",p->xishu,p->zhishu);else if(p->xishu<0) /*如果系数是小于0的话就输出系数x^指数的形式*/ printf("%5.2fX^%d",p->xishu,p->zhishu);}p=p->next; /*指向下一个指针*/}printf("\n");/*两个多项式的加法运算*/pnode * add(pnode *heada,pnode *headb){pnode *headc,*p,*q,*s,*r; /*headc为头指针，r,s为临时指针，p指向第1个多项式并向右移动，q指向第2个多项式并向右移动*/float x; /*x为系数的求和*/p=heada; /*指向第一个多项式的头*/q=headb; /*指向第二个多项式的头*/headc=(pnode *)malloc(sizeof(pnode)); /*开辟空间*/r=headc;while(p!=NULL&&q!=NULL) /*2个多项式的某一项都不为空时*/{if(p->zhishu==q->zhishu) /*指数相等的话*/{x=p->xishu+q->xishu; /*系数就应该相加*/if(x!=0) /*相加的和不为0的话*/{s=(pnode *)malloc(sizeof(pnode)); /*用头插法建立一个新的节点*/s->xishu=x;s->zhishu=p->zhishu;r->next=s;r=s;}q=q->next;p=p->next; /*2个多项式都向右移*/}else if(p->zhishu<q->zhishu) /*p的系数小于q的系数的话，就应该复制q节点到多项式中*/{s=(pnode *)malloc(sizeof(pnode));s->xishu=q->xishu;s->zhishu=q->zhishu;r->next=s;r=s;q=q->next; /*q向右移动*/}else/*p的系数大于q的系数的话，就应该复制p节点到多项式中*/{s=(pnode *)malloc(sizeof(pnode));s->xishu=p->xishu;s->zhishu=p->zhishu;r->next=s;r=s;p=p->next; /*p向右移动*/}}/*当第2个多项式空，第1个数不为空时，将第一个数剩下的全用新节点产生*/ while(p!=NULL){s=(pnode *)malloc(sizeof(pnode));s->xishu=p->xishu;s->zhishu=p->zhishu;r->next=s;r=s;p=p->next;}/*当第1个多项式空，第1个数不为空时，将第2个数剩下的全用新节点产生*/ while(q!=NULL){s=(pnode *)malloc(sizeof(pnode));s->xishu=q->xishu;s->zhishu=q->zhishu;r->next=s;r=s;q=q->next;}r->next=NULL; /*最后指向空*/headc=headc->next; /*第一个头没有用到*/return headc; /*返回头接点*/}/*两个多项式的减法运算*/pnode * sub(pnode *heada,pnode *headb){pnode *headc,*p,*q,*s,*r;float x; /*x为系数相减*/p=heada; /*指向第一个多项式的头*/q=headb; /*指向第二个多项式的头*/headc=(pnode *)malloc(sizeof(pnode)); /*开辟空间*/r=headc;while(p!=NULL&&q!=NULL) /*两个多项式的某一项都不为空时*/{if(p->zhishu==q->zhishu) /*指数相等的话*/{x=p->xishu-q->xishu; /*系数相减*/if(x!=0) /*相减的差不为0的话*/{s=(pnode *)malloc(sizeof(pnode)); /*用头插法建立一个新的节点*/s->xishu=x;s->zhishu=p->zhishu;r->next=s;r=s;}q=q->next;p=p->next; /*2个多项式都向右移*/}else if(p->zhishu<q->zhishu) /*p的系数小于q的系数的话*/{s=(pnode *)malloc(sizeof(pnode));s->xishu=-q->xishu; /*建立的节点的系数为原来的相反数*/s->zhishu=q->zhishu;r->next=s;r=s;q=q->next;}else{s=(pnode *)malloc(sizeof(pnode));s->xishu=p->xishu;s->zhishu=p->zhishu;r->next=s;r=s;p=p->next; /*p向右移动*/}}while(p!=NULL) /*当第2个多项式空，第1个数不为空时，将第一个数剩下的全用新节点产生*/{s=(pnode *)malloc(sizeof(pnode));s->xishu=p->xishu;s->zhishu=p->zhishu;r->next=s;r=s;p=p->next;}while(q!=NULL) /*当第1个多项式空，第1个数不为空时，将第2个数剩下的全用新节点产生*/{s=(pnode *)malloc(sizeof(pnode));s->xishu=-q->xishu; /*建立的节点的系数为原来的相反数*/ s->zhishu=q->zhishu;r->next=s;r=s;q=q->next;}r->next=NULL; /*最后指向空*/headc=headc->next; /*第一个头没有用到*/return headc; /*返回头接点*/}void add_main(){pnode * a,*b,*c;printf("\n输入第一个一元多项式:\n系数指数\n");a=creat();tiaozhen(a);printf("\n输入第二个一元多项式:\n系数指数\n");b=creat();tiaozhen(b);c=add(a,b);printf("第一个一元多项式如下:");shuchu(a);printf("第二个一元多项式如下:");shuchu(b);printf("两式相加如下:");shuchu(c);}void sub_main(){pnode * a,*b,*c;printf("\n输入第一个一元多项式:\n系数指数\n");a=creat();tiaozhen(a);printf("\n输入第二个一元多项式:\n系数指数\n");b=creat();tiaozhen(b);c=sub(a,b);printf("第一个一元多项式如下:");shuchu(a);printf("第二个一元多项式如下:");shuchu(b);printf("两式相减如下:");shuchu(c);}void open(){printf("\n****************************************************\n");printf(" 功能项: * 1 两个一元多项式相加;2 两个一元多项式相减;0 退出*\n");printf("****************************************************\n\n请选择操作: ");}void main(){int choose;open();while(choose!=0){scanf("%d",&choose);getchar();switch(choose){case 0:return;case 1:printf("\n 两个一元多项式相加\n");add_main();choose=-1;open();break;case 2:printf("\n 两个一元多项式相减\n");sub_main();choose=-1;open();break;default:printf("没有该选项!请重新选择操作!\n\n");open();}}}三、测试方案及结果1、测试方案在Visual C++ 6.0环境中调试运行。
