实验课程名称：数据结构与算法 实验项目名称：实验一 线性表

实验目的与要求 目的： （1）理解线性表的顺序存储、链式存储等基础知识，并能应用于解决实际问题；  （2）理解栈、队列的特点以及基本运算，并能应用于解决实际问题。 要求： 每道题目都要写出以下三个步骤： （1）请写出解题的思路（采用思维导图、流程图或伪代码说明）； （2）请把在PTA提交的代码截图和本题完整的提交列表截图放上来，要求在关键代码写上注释； （3）请提供两组以上的输入测试数据和输出结果截图； 根据给定的信息，我们可以详细解析出以下几个核心知识点： ### 数据结构与算法——线性表实验 #### 实验目的与要求 - **理解线性表**：掌握线性表的顺序存储与链式存储两种基本存储方式及其应用。 - **掌握栈与队列**：熟悉栈与队列的基本特性及常用操作方法。 #### 实验步骤 1. **解题思路**：通过绘制思维导图、流程图或编写伪代码等方式明确解题步骤。 2. **代码实现与注释**：提交包含关键代码注释的PTA平台代码截图及提交记录。 3. **测试验证**：提供至少两组输入测试数据及对应的输出结果截图。 #### 实验原理与内容 1. **线性表实验**：共3题，覆盖线性表的基础操作及应用。 2. **栈实验**：共1题，聚焦于栈的操作与应用。 3. **队列实验**：共1题，关注队列的特性和使用场景。 #### 具体实验题目示例 ##### 1. 递增有序顺序表的插入 (15分) - **实验目的**：掌握线性表的基本概念，能够熟练操作线性表，并理解其存储结构。 - **实验任务**：已知一个递增有序的顺序表L，需要插入一个新元素X，保持表L的递增有序性。 #### 输入输出格式 - **输入格式**：第一行输入顺序表长度N；第二行输入递增有序的顺序表元素；第三行输入要插入的数据元素X。 - **输出格式**：输出插入X后的递增有序表。 #### 示例代码分析 ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> typedef int ElementType; typedef struct Node *PtrToNode; struct Node { ElementType Data; // 元素 PtrToNode Next; // 指针 }; typedef PtrToNode List; // 创建顺序表 List Read(); // 输出顺序表 void Print( List L ); // 插入元素 void Insert(List L, int x); int main() { int x; List L; L = Read(); scanf("%d", &x); Insert(L, x); Print(L); return 0; } List Read() { int a, n, s = 0; List head = (List)malloc(sizeof(PtrToNode)); // 头节点 head->Next = NULL; List t = head; // 头指针 scanf("%d", &n); while (s < n) { scanf("%d", &a); s++; List p = (List)malloc(sizeof(struct Node)); p->Data = a; p->Next = NULL; if (head == NULL) head = p; else t->Next = p; t = p; } return head; } void Print( List L ) { if (L->Next) { List r; r = L; while (r->Next) { r = r->Next; printf("%d,", r->Data); } } else { printf("NULL"); } } void Insert( List L, int x ) { List a = (List)malloc(sizeof(struct Node)); a->Data = x; List p = L; while (p->Next && p->Next->Data < a->Data) { p = p->Next; } a->Next = p->Next; p->Next = a; } ``` ### 总结 1. **顺序存储**：适用于固定大小的数据集合，通过数组实现。 2. **链式存储**：适合处理动态变化的数据集合，每个节点包含数据域和指针域。 3. **栈**：后进先出（LIFO）的线性表，主要操作有入栈(push)和出栈(pop)。 4. **队列**：先进先出（FIFO）的线性表，主要操作有入队(enqueue)和出队(dequeue)。 通过本次实验，学生不仅能够深入了解线性表、栈与队列等基础数据结构的概念和特点，还能通过具体编程实践加深理解和记忆，为后续学习更复杂的数据结构奠定坚实的基础。