educoder数据结构与算法 线性表 第1关:实现一个顺序存储的线性表

简介: educoder数据结构与算法 线性表 第1关:实现一个顺序存储的线性表

任务描述

本关任务:实现 step1/Seqlist.cpp 中的SL_InsAtSL_DelAtSL_DelValue三个操作函数,以实现线性表中数据的插入、删除与查找等功能。

相关知识

线性表是最基本、最简单、也是最常用的一种数据结构。线性表结构中,数据元素之间通过一对一首尾相接的方式连接起来。具体实现时,线性表可以采用不同的存储策略。下面给出了一种基于顺序存储的线性表实现方案:

                               

该方案将线性表存储在一片连续空间里,并通过data、len和max三个属性元素。组织成为一个结构:


data: 给出线性表存储空间的起始地址;

max: 指明线性表存储空间最多可存储的数据元素个数;

len: 当前线性表里的数据元素个数。

为了讨论简化,我们假设每个数据元素是一个整数:


typedef int T; // 数据元素的数据类型


该线性表的结构定义如下:

  1. struct SeqList{
  2. T* data; // 数据元素存储空间的开始地址
  3. int len; // 线性表的当前长度
  4. int max; // 线性表的最大长度
  5. };

以上示意图中的slist是指向该结构的一个指针,只要给定slist指针,就可对线性表进行操作。


对数据元素进行操作处理是一个数据结构的重要组成部分。线性表涉及的主要操作如下:


创建线性表:创建一个最多可存储max个数据元素的顺序存储的线性表,并将其初始状态设置为len=0。该操作函数具体定义如下,其返回值为slist: SeqList* SL_Create(int max)


释放线性表存储空间:释放slist->data所指向的用于存储线性表数据元素的存储空间。该操作函数具体定义如下: void SL_Free(SeqList* slist)


置空线性表:将当前线性表变为一个空表,实现方法是将slist->len设置为0。该操作函数具体定义如下: void SL_MakeEmpty(SeqList* slist)


获取线性表当前长度:获取并返回线性表的当前长度slist->len。该操作函数具体定义如下: int SL_Length(SeqList* slist)


判断线性表是否为空:若当前线性表是空表,则返回false,否则返回true。该操作函数具体定义如下: BOOL SL_IsEmpty(SeqList* slist)


判断线性表是否已满:若线性表达到最大长度,则返回 true,否则返回false。该操作函数具体定义如下: BOOL SL_IsFull(SeqList* slist)


返回线性表第i个数据元素:返回线性表的第i个数据元素slist->data[i]。该操作函数具体定义如下: T SL_GetAt(SeqList* slist, int i)


修改线性表第i个数据元素: 将线性表的第 i 个数据元素的值修改为 x。该操作函数具体定义如下: void SL_SetAt(SeqList* slist, int i, T x)


在线性表位置i插入数据元素x: 将x插入slist->data[i]之前。若插入失败(i>slist->len 或i<0时,无法插入),返回 false,否则返回 true。该操作函数具体定义如下: BOOL SL_InsAt(SeqList* slist, int i, T x)


删除线性表位置i处的数据元素: 删除线性表的i号数据元素。输入参数i范围应在[0,slist->len-1]内,否则会产生不能预料的异常或错误。返回被删除的数据元素的值。该操作函数具体定义如下: T SL_DelAt(SeqList* slist, int i)


查找线性表中第一个值为x的数据元素的位置: 找到线性表中第一个值为x的数据元素的编号。返回值-1表示没有找到,返回值>=0表示该元素位置。该操作函数具体定义如下: int SL_FindValue(SeqList* slist, T x)


删除线性表中第一个值为x的数据元素: 删除第一个值为x的数据元素,返回该数据元素的编号。如果不存在值为x的数据元素,则返回-1。该操作函数具体定义如下: int SL_DelValue(SeqList* slist, T x)


打印线性表: 打印整个线性表。该操作函数具体定义如下: void SL_Print(SeqList* slist)

编程要求

本关任务是实现 step1/Seqlist.cpp 中的SL_InsAt、SL_DelAt和SL_DelValue三个操作函数,以实现线性表中数据的插入、删除与查找等功能。具体要求如下:


SL_InsAT: 在顺序表的位置i插入结点x,即插入d[i]之前,i的有效范围[0,slist->len];


SL_DelAt:删除顺序表slist的第i号结点, i的有效范围应在[0,slist->len)内,否则会产生异常或错误。返回被删除的数据元素的值;


SL_DelValue:删除第一个值为x的结点,存在值为x的结点则返回结点编号,未找到返回-1;


输入输出格式请参见后续测试样例。


注意:本关必读中提及的其他操作已经由平台实现,你在实现本关任务的三个操作函数时,在函数体内可调用其他操作。`


本关涉及的代码文件 Seqlist.cpp 中的 3 个操作函数的代码框架如下:


bool SL_InsAt(SeqList* slist, int i, T x)

// 在顺序表的位置i插入结点x, 插入在d[i]之前。i的有效范围[0,slist->len]

{

// 请在这里补充代码,完成本关任务

/********** Begin *********/

/********** End **********/

}

T SL_DelAt(SeqList* slist, int i)

// 删除顺序表slist的第i号结点(i的有效范围应在[0,slist->len)内,否则会产生异常或错误)。返回被删除的数据元素的值。

{

// 请在这里补充代码,完成本关任务

/********** Begin *********/

/********** End **********/

}

int SL_DelValue(SeqList* slist, T x)

// 删除第一个值为x的结点。存在值为x的结点则返回结点编号, 未找到则返回-1

{

// 请在这里补充代码,完成本关任务

/********** Begin *********/

/********** End **********/

}


测试说明

本关的测试文件是 step1/Main.cpp ,负责对实现的代码进行测试。具体代码如下:


#include 
#include 
#include "SeqList.h"
#pragma warning(disable:4996)
void main()
{
//设置线性表最多可存储的元素个数max
int max=100;
//创建一个长度为max的空线性表
SeqList* slist=SL_Create(max);
//声明并读入线性表当前长度n
int n;
scanf("%d", &n);
int i;
int item;
//循环读入n个整数,并存入到线性表中
for (i=0; i
scanf("%d", &item);
SL_InsAt(slist, i, item);
}
//读入一个整数idel,并将线性表中位置idel处的数据元素删除
int idel;
scanf("%d", &idel);
SL_DelAt(slist, idel);
//读入一个整数整itemdel,并将线性表中第一次出现该值的数据元素删除
int itemdel;
scanf("%d", &itemdel);
SL_DelValue(slist, itemdel);
SL_Print(slist);
//释放线性表空间
SL_Free(slist);
}


注意:step1/Main.cpp的代码不能被修改。

以下是平台对 step1/Main.cpp 的测试样例:

样例输入:

  1. 5 //输入线性表的长度
  2. 8 9 12 33 45 //依次输入线性表的数据元素
  3. 2 //删除线性表的2号数据元素
  4. 33 //删除值为33的数据元素

样例输出

 8 9 45//输出当前线性表的数据元素


开始你的任务吧,祝你成功!

题解

// 顺序表操作实现文件
//
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "Seqlist.h"
SeqList* SL_Create(int maxlen)
// 创建一个顺序表。
// 与SqLst_Free()配对。
{
  SeqList* slist=(SeqList*)malloc(sizeof(SeqList));
  slist->data = (T*)malloc(sizeof(T)*maxlen);
  slist->max=maxlen;
  slist->len=0;
  return slist;
}
void SL_Free(SeqList* slist)
// 释放/删除 顺序表。
// 与SqLst_Create()配对。
{
  free(slist->data);
  free(slist);
}
void SL_MakeEmpty(SeqList* slist)
// 置为空表。
{
  slist->len=0;
}
int SL_Length(SeqList* slist)
// 获取长度。
{
  return slist->len;
}
bool SL_IsEmpty(SeqList* slist)
// 判断顺序表是否空。
{
  return 0==slist->len;
}
bool SL_IsFull(SeqList* slist)
// 判断顺序表是否满。
{
  return slist->len==slist->max;
}
T SL_GetAt(SeqList* slist, int i)
// 获取顺序表slist的第i号结点数据。
// 返回第i号结点的值。
{
  if(i<0||i>=slist->len) {
    printf("SL_GetAt(): location error when reading elements of the slist!\n");   
    SL_Free(slist);
    exit(0);
  }
  else 
    return slist->data[i];
}
void SL_SetAt(SeqList* slist, int i, T x)
// 设置第i号结点的值(对第i号结点的数据进行写)。
{
  if(i<0||i>=slist->len) {
    printf("SL_SetAt(): location error when setting elements of the slist!\n");   
    SL_Free(slist);
    exit(0);
  }
  else 
    slist->data[i]=x;
}
bool SL_InsAt(SeqList* slist, int i, T x)
// 在顺序表的位置i插入结点x, 插入d[i]之前。
// i 的有效范围[0,plist->len]。
{
    // 请在下面的Begin-End之间补充代码,插入结点。
    /********** Begin *********/
  int j;
  if((i<0)||(i>slist->len))  return false;
  if(slist->len==slist->max)  return false;
  for(j=i+1;j<slist->len;j++)
  slist[j]=slist[j-1];
  slist->data[i]=x;
  slist->len++;
  return true;
    /********** End **********/
}
T SL_DelAt(SeqList* slist, int i)
// 删除顺序表plist的第i号结点。
// i的有效范围应在[0,plist->len)内,否则会产生异常或错误。
// 返回被删除的数据元素的值。
{
    // 在下面的Begin-End之间补充代码,删除第i号结点。
    /********** Begin *********/
  int j;
  if((i<0)||(i>slist->len))  return false;
  T t=slist->data[i];
  for(j=i;j<slist->len-1;j++)
  slist->data[j]=slist->data[j+1];
  slist->len--;
  return t;
    /********** End **********/
}
int SL_FindValue(SeqList* slist, T x)
// 在顺序表表中查找第一个值为x的结点,返回结点的编号。
// 返回值大于等于0时表示找到值为x的结点的编号,-1表示没有找到。
{
  int i=0;
  while(i<slist->len && slist->data[i]!=x) i++;
  if (i<slist->len) return i;
  else return -1;
}
int SL_DelValue(SeqList* slist, T x)
// 删除第一个值为x的结点。
// 存在值为x的结点则返回结点编号, 未找到返回-1。
{
    // 在下面的Begin-End之间补充代码,删除第一个值为 x 的结点。
    /********** Begin *********/
  int j=SL_FindValue(slist,x);
  if(j!=-1)
  {
    SL_DelAt(slist,j);
  }
  return j;
}
    /********** End **********/
void SL_Print(SeqList* slist)
// 打印整个顺序表。
{
  if (slist->len==0) {
    printf("The slist is empty.\n");    
    return;
  }
  //printf("The slist contains: ");
  for (int i=0; i<slist->len; i++) {
    printf("%d  ", slist->data[i]);
  }
  printf("\n"); 
}


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