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顺序表元素插入操作及其实现方法

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554B | 更新于2024-12-04 | 153 浏览量 | 0 下载量 举报 收藏
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在计算机科学中,线性表是一种基础的数据结构,它表示元素的集合,这些元素之间存在一对一的线性关系。线性表可以实现为顺序表或链表等结构。顺序表是一种使用连续的内存空间来存储元素的线性表,其特点是可以通过元素的序号直接访问元素,具有较快的随机访问能力。顺序表的实现通常依赖于数组或者向量等数据类型。 描述中提到的“线性表中顺序表的插入:将某个元素插入到表中第I个元素之前”,涉及到顺序表的基本操作之一——插入操作。在顺序表中进行插入操作,需要考虑以下几个关键步骤: 1. 检查插入位置的有效性。即位置I是否位于顺序表的有效范围内(通常是从1开始到表长度加1之间)。如果I超出了这个范围,插入操作是无法进行的。 2. 扩展存储空间。如果顺序表的剩余空间不足以存放新插入的元素,就需要对存储空间进行动态扩展。在C++等语言中,这通常意味着创建一个新的更大的数组,并将原顺序表中的元素复制过去。 3. 移动元素。在位置I之前插入元素意味着所有在位置I及之后的元素都需要向后移动一个位置,以便为新元素腾出空间。这一步骤的效率取决于顺序表的长度和插入的位置。 4. 插入元素。将待插入的元素赋值到位置I处。 5. 更新顺序表的长度信息。顺序表增加了一个元素,因此需要更新其长度信息,以反映正确的元素数量。 在实际编程实现中,插入操作通常是一个函数或者方法。例如,在C++中,可以使用vector类提供的`insert`方法来执行插入操作。该方法不仅可以处理元素的移动和长度更新,还可以在必要时自动管理内存的扩展。 压缩文件中的"ListDelete_Sq.cpp"文件可能包含了一个C++源代码文件,该文件实现了上述顺序表插入操作的功能。代码中可能包含了顺序表的数据结构定义,包括存储元素的数组和记录元素数量的变量。同时,可能会定义一个插入函数,该函数负责根据传入的位置参数和要插入的元素完成上述的插入步骤。 由于该文件被标记为"listdelete_sq",这可能意味着该代码实现了顺序表的删除功能,而不是插入功能。这通常涉及到删除指定位置的元素,并将后续元素向前移动以填补被删除元素留下的空缺,最后更新顺序表的长度信息。 要完成线性表顺序表的插入和删除操作,通常需要掌握以下知识点: - 理解线性表的基本概念及其在顺序表和链表中的不同实现方式。 - 熟悉数组或动态数组(如C++中的vector)的使用和相关操作。 - 掌握C++或其他编程语言中指针和引用的概念,以便正确处理元素的移动和存储空间的管理。 - 学习如何编写函数来封装顺序表的插入和删除操作,并理解函数参数和返回值的设计。 - 掌握内存管理的基本知识,包括如何在C++中自动处理动态内存分配和释放。 - 理解复杂度分析,对顺序表操作的时间复杂度和空间复杂度有清晰的认识。 通过编写和优化顺序表的插入和删除操作,可以加深对数据结构和算法设计的理解,这在软件开发中是非常重要的基础知识。

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#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define LIST_INIT_SIZE 100 typedef char ElemType; typedef struct { ElemType* elem; int length; int listsize; } SqList; // 函数声明 void InitList_Sq(SqList* L); void ListInsert_Sq(SqList* L, int i, ElemType e); void ListDelete_Sq(SqList* L, int i); int ListFind_Sq(SqList L, ElemType e); int main() { SqList L; int choice, pos; ElemType value; printf("=== 字符顺序表操作 ===\n"); while (1) { printf("\n1. 初始化并输入\n2. 插入元素\n3. 删除元素\n4. 查找字符\n0. 退出\n选择: "); scanf_s("%d", &choice); switch (choice) { case 1: InitList_Sq(&L); break; case 2: { printf("输入插入位置和字符: "); scanf_s("%d %c", &pos, &value, 1); ListInsert_Sq(&L, pos, value); break; } case 3: { printf("输入删除位置: "); scanf_s("%d", &pos); ListDelete_Sq(&L, pos); break; } case 4: { printf("输入要查找的字符: "); scanf_s(" %c", &value, 1); int found = ListFind_Sq(L, value); if (found > 0) printf("字符 %c 首次出现在位置 %d\n", value, found); else printf("未找到字符 %c\n", value); break; } case 0: free(L.elem); return 0; default: printf("无效选项!\n"); } } } /* 初始化顺序表 */ void InitList_Sq(SqList* L) { L->elem = (ElemType*)malloc(LIST_INIT_SIZE * sizeof(ElemType)); L->length = 0; L->listsize = LIST_INIT_SIZE; printf("输入元素个数: "); scanf_s("%d", &L->length); for (int i = 0; i < L->length; i++) { printf("输入第%d个字符: ", i + 1); scanf_s(" %c", &L->elem[i], 1); } } /* 插入元素 */ void ListInsert_Sq(SqList* L, int i, ElemType e) { if (i < 1 || i > L->length + 1) { printf("非法位置!\n"); return; } if (L->length >= L->listsize) { printf("存储空间已满!\n"); return; } for (int j = L->length; j >= i; j--) L->elem[j] = L->elem[j - 1]; L->elem[i - 1] = e; L->length++; } /* 删除元素 */ void ListDelete_Sq(SqList* L, int i) { if (i < 1 || i > L->length) { printf("非法位置!\n"); return; } for (int j = i; j < L->length; j++) L->elem[j - 1] = L->elem[j]; L->length--; } /* 顺序查找算法 $O(n)$ */ int ListFind_Sq(SqList L, ElemType e) { for (int i = 0; i < L.length; i++) { if (L.elem[i] == e) return i + 1; // 位置从1开始编号 } return 0; } 在这段代码的基础上加上“显示列表”这一项功能

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示例代码:#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define ERROR 0 #define OK 1 typedef int Status; typedef char ElemType; // 修改为字符类型[^2] #define LIST_INIT_SIZE 100 #define LISTINCREMENT 10 typedef struct { ElemType* elem; int length; int listsize; }SqList; Status InitList_Sq(SqList* L); void Out_List(SqList L); Status ListInsert_Sq(SqList* pL, int i, ElemType e); Status ListDelete_Sq(SqList* L, int i, ElemType* e); int LocateElem_Sq(SqList L, ElemType e); int main() { int i, k, loc; ElemType e; SqList L; SqList* p = &L; do { printf("\n======== 字符型线性表操作 ==============="); printf("\n 1.建立线性表"); printf("\n 2.插入元素"); printf("\n 3.删除元素"); printf("\n 4.查找元素"); printf("\n 0.退出程序"); printf("\n======================================="); printf("\n请输入选项(0-4): "); scanf_s("%d", &k); while (getchar() != '\n'); // 清除输入缓冲区[^4] switch (k) { case 1: { InitList_Sq(p); printf("\n输入元素个数及字符序列(如3 abc): "); scanf_s("%d", &loc); for (i = 1; i <= loc; i++) { scanf_s(" %c", &e, 1); // 安全输入字符[^4] ListInsert_Sq(p, i, e); } Out_List(L); break; } case 2: { printf("\n输入插入位置和字符(如2 x): "); scanf_s("%d %c", &loc, &e, 1); ListInsert_Sq(p, loc, e); Out_List(L); break; } case 3: { printf("\n输入删除位置: "); scanf_s("%d", &loc); ElemType deleted; ListDelete_Sq(p, loc, &deleted); printf("删除的字符: %c", deleted); Out_List(L); break; } case 4: { printf("\n输入查找字符: "); scanf_s(" %c", &e, 1); int pos = LocateElem_Sq(L, e); if (pos) printf("找到位置: %d", pos); else printf("未找到字符"); break; } case 0: exit(0); } } while (k != 0); return 0; } Status InitList_Sq(SqList* L) { L->elem = (ElemType*)malloc(LIST_INIT_SIZE * sizeof(ElemType)); if (!L->elem) return ERROR; L->length = 0; L->listsize = LIST_INIT_SIZE; return OK; } Status ListInsert_Sq(SqList* L, int i, ElemType e) { if (i < 1 || i > L->length + 1) return ERROR; if (L->length >= L->listsize) { ElemType* newbase = (ElemType*)realloc(L->elem, (L->listsize + LISTINCREMENT) * sizeof(ElemType)); if (!newbase) return ERROR; L->elem = newbase; L->listsize += LISTINCREMENT; } for (int j = L->length; j >= i; j--) L->elem[j] = L->elem[j - 1]; L->elem[i - 1] = e; L->length++; return OK; } void Out_List(SqList L) { printf("\n当前线性表(%d): ", L.length); for (int i = 0; i < L.length; i++) printf("%c ", L.elem[i]); // 输出格式改为%c[^2] printf("\n"); } Status ListDelete_Sq(SqList* L, int i, ElemType* e) { if (i<1 || i>L->length) return ERROR; *e = L->elem[i - 1]; for (int j = i; j < L->length; j++) L->elem[j - 1] = L->elem[j]; L->length--; return OK; } int LocateElem_Sq(SqList L, ElemType e) { for (int i = 0; i < L.length; i++) if (L.elem[i] == e) // 直接比较字符值[^1] return i + 1; return 0; } 为了解决警告:使用未初始化的内存“newbase”,在这段代码的基础上修改,

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3.编写程序,删除顺序表 [25,34,57,16,48,9] 的第 3 个元素,输出删除后的顺序表。 要求:(1)将程序运行结果截图粘贴至答题区域;(2)将源代码粘贴至截图下方。 答案: #include<iostream> using namespace std; #define OK 1 #define ERROR 0 #define OVERFLOW -2 typedef int Status; //Status 是函数返回值类型,其值是函数结果状态代码。 typedef int ElemType; //ElemType 为可定义的数据类型,此设为int类型 #define MAXSIZE 100 //顺序表可能达到的最大长度 typedef struct { ElemType* elem; //存储空间的基地址 int length; //当前长度 }SqList; Status InitList_Sq(SqList& L) { //算法2.1 顺序表的初始化 //构造一个空的顺序表L L.elem = new ElemType[MAXSIZE]; //为顺序表分配一个大小为MAXSIZE的数组空间 if (!L.elem)  exit(OVERFLOW); //存储分配失败 L.length = 0; //空表长度为0 return OK; } Status ListDelete_Sq(SqList& L, int i, ElemType& e) { //算法2.5 顺序表的删除 //在顺序表L中删除第i个元素,并用e返回其值 //i值的合法范围是1<=i<=L.length if (i<1 || i>L.length) return ERROR; //i值不合法 e = L.elem[i - 1]; //将欲删除的元素保留在e中 for (int j = i; j <= L.length; j++) L.elem[j - 1] = L.elem[j]; //被删除元素之后的元素前移 --L.length; //表长减1 return OK; } int main() { SqList L; if (InitList_Sq(L)) //创建顺序表 cout << "成功建立顺序表\n\n"; else cout << "顺序表建立失败\n\n"; int a[5] = { 1,2,3,4,5 }; for (int i = 0; i < 5; i++) { L.elem[i] = a[i]; L.length++; } ElemType e; ListDelete_Sq(L, 3, e); cout << "当前顺序表为:\n"; //顺序表的输出 for (int i = 0; i < L.length; i++) { cout << L.elem[i] << " "; } cout << endl << endl; return 0; }

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实验内容:请编制c语言程序,利用顺序存储方式实现下列功能:根据键盘输入数据建立一个线性表,并输出该线性表;然后根据屏幕菜单的选择,可以进行数据的插入、删除、查找,并在插入或删除数据后,再输出线性表;最后在屏幕菜单中选择结束按钮,即可结束程序的运行。完整代码:#include <stdio.h> #include<iostream> #define ERROR 0 #define OK 1 /*包含数据结构的预定义常量和类型P10 */ typedef int Status; /*文件名大于8位出错*/ /*定义线性表内的元素类型为整数类型*/ typedef int ElemType; /*线性表的动态分配顺序存储结构*/ #define LIST_INIT_SIZE 100 #define LISTINCREMENT 10 typedef struct { ElemType* elem; int length; int listsize; }SqList; /*函数申明*/ Status InitList_Sq(SqList* L); /* 算法2.3 */ void Out_List(SqList L); /*补充,输出打印线性表*/ Status ListInsert_Sq(SqList* pL, int i, ElemType e); /* 算法2.4 */ Status ListDelete_Sq(SqList* L, int i, ElemType* e); /* 算法2.5 */ int LocateElem_Sq(SqList L, ElemType e, Status(*compare)(ElemType, ElemType)); /* 算法2.6 */ /*主函数*/ int main() { int i, k, loc; /* k ,菜单控制变量*/ ElemType e, x; char ch; SqList L; SqList* p; system("graftabl 936");/*调用MS_DOS中文支持*/ p = &L;/*p指向 L*/ do { printf("\n========实验一:线性表 ==============="); printf("\n 1.建立线性表"); printf("\n 2.插入元素"); printf("\n 3.删除元素"); printf("\n 4.查找元素"); printf("\n 0.结束程序运行"); printf("\n====================================="); printf("\n 请输入您的选择(1,2,3,4,0)\n"); scanf_s("%d", &k); switch (k) { case 1: {loc = InitList_Sq(p); printf("\n请输入线性表元素个数,并依次输入整数类型的元素值"); scanf_s("%d", &loc); for (i = 1; i <= loc; i++) { scanf_s("%d", &e); ListInsert_Sq(p, i, e); /*也可以不处理函数返回值*/ } Out_List(L); }break; case 2: { printf("\n请输入插入位置 及 整数类型的元素值"); scanf_s("%d%d", &loc, &e); ListInsert_Sq(p, loc, e); Out_List(L); }break; case 3: { printf("\n请输入要删除元素的位置:"); scanf_s("%d", &loc); ListDelete_Sq(p, loc, &e); Out_List(L); }break; case 4: { printf("\n请输入要查找的元素值:"); scanf_s("%d", &e); int position = 0; // 初始化查找结果为0(未找到) for (int i = 0; i < L.length; i++) { if (L.elem[i] == e) { // 直接比较元素值 position = i + 1; // 找到元素,记录位序(从1开始) break; } } if (position != 0) { printf("元素 %d 在线性表中的位序为: %d\n", e, position); } else { printf("未找到元素 %d。\n", e); } Out_List(L); // 输出当前线性表的内容 }break; case 0: { }; } } while (k != 0); printf("\n 按回车键,返回…\n"); ch = getchar(); } Status InitList_Sq(SqList* L) { /* 算法2.3 */ /* 构造一个空的线性表L。 */ L->elem = (ElemType*)malloc(LIST_INIT_SIZE * sizeof(ElemType)); if (!L->elem) exit(OVERFLOW); /* 存储分配失败 */ L->length = 0; /* 空表长度为0 */ L->listsize = LIST_INIT_SIZE; /* 初始存储容量 */ return OK; } /* InitList_Sq */ Status ListInsert_Sq(SqList* L, int i, ElemType e) { /* 算法2.4 */ /* 在顺序线性表L的第i个元素之前插入新的元素e, */ /* i的合法值为1≤i≤ListLength_Sq(L)+1 */ ElemType* p, * q; if (i < 1 || i > L->length + 1) return ERROR; /* i值不合法 */ if (L->length >= L->listsize) { /* 当前存储空间已满,增加容量 */ ElemType* newbase = (ElemType*)realloc(L->elem, (L->listsize + LISTINCREMENT) * sizeof(ElemType)); if (!newbase) return ERROR; /* 存储分配失败 */ L->elem = newbase; /* 新基址 */ L->listsize += LISTINCREMENT; /* 增加存储容量 */ } q = &(L->elem[i - 1]); /* q为插入位置 */ for (p = &(L->elem[L->length - 1]); p >= q; --p) *(p + 1) = *p; /* 插入位置及之后的元素右移 */ *q = e; /* 插入e */ ++L->length; /* 表长增1 */ return OK; } /* ListInsert_Sq */ void Out_List(SqList L) { int i; printf("\n当前线性表为:"); for (i = 0; i < L.length; i++) printf("%10d", L.elem[i]); } Status ListDelete_Sq(SqList* L, int i, ElemType* e) { /* 算法2.5 */ /* 在顺序线性表L中删除第i个元素,并用e返回其值。 */ /* i的合法值为1≤i≤ListLength_Sq(L)。 */ ElemType* p, * q; if (i<1 || i>L->length) return ERROR; /* i值不合法 */ p = &(L->elem[i - 1]); /* p为被删除元素的位置 */ *e = *p; /* 被删除元素的值赋给e */ q = L->elem + L->length - 1; /* 表尾元素的位置 */ for (++p; p <= q; ++p) *(p - 1) = *p; /* 被删除元素之后的元素左移 */ --L->length; /* 表长减1 */ return OK; } /* ListDelete_Sq */ int LocateElem_Sq(SqList L, ElemType e, Status(*compare)(ElemType, ElemType)) { /* 算法2.6 */ /* 在顺序线性表L中查找第1个值与e满足compare()的元素的位序。 */ /* 若找到,则返回其在L中的位序,否则返回0。 */ int i; ElemType* p; i = 1; /* i的初值为第1个元素的位序 */ p = L.elem; /* p的初值为第1个元素的存储位置 */ while (i <= L.length && !(*compare)(*p++, e)) ++i; if (i <= L.length) return i; else return 0; } /* LocateElem_Sq */ 将完整代码中的整数类型改为字符类型,写一份与完整代码相似的新代码

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#include<stdio.h> #include<malloc.h> #define OK 1 #define ERROR 0 #define LIST_INIT_SIZE 100 #define LISTINCREMENT 10 #define ElemType int typedef struct { int *elem; int length; int listsize; }SqList; int InitList_Sq(SqList &L) { // 算法2.3,构造一个空的线性表L,该线性表预定义大小为LIST_INIT_SIZE // 请补全代码 } int Load_Sq(SqList &L) { // 输出顺序表中的所有元素 int i; if(_________________________) printf("The List is empty!"); // 请填空 else { printf("The List is: "); for(_________________________) printf("%d ",_________________________); // 请填空 } printf("\n"); return OK; } int ListInsert_Sq(SqList &L,int i,int e) { // 算法2.4,在顺序线性表L中第i个位置之前插入新的元素e // i的合法值为1≤i≤L.length +1 // 请补全代码 } int ListDelete_Sq(SqList &L,int i, int &e) { // 算法2.5,在顺序线性表L中删除第i个位置的元素,并用e返回其值 // i的合法值为1≤i≤L.length // 请补全代码 } int main() { SqList T; int a, i; ElemType e, x; if(_________________________) // 判断顺序表是否创建成功 { printf("A Sequence List Has Created.\n"); } while(1) { printf("1:Insert element\n2:Delete element\n3:Load all elements\n0:Exit\nPlease choose:\n"); scanf("%d",&a); switch(a) { case 1: scanf("%d%d",&i,&x); if(_________________________) printf("Insert Error!\n"); // 执行插入函数,根据返回值判断i值是否合法 else printf("The Element %d is Successfully Inserted!\n", x); break; case 2: scanf("%d",&i); if(_________________________) printf("Delete Error!\n"); // 执行删除函数,根据返回值判断i值是否合法 else printf("The Element %d is Successfully Deleted!\n", e); break; case 3: Load_Sq(T); break; case 0: return 1; } } }

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图书管理系统#include<iostream> #include<fstream> #include<string> #include<iomanip> #define MAXSIZE 1000 #define OK 1 #define ERROR 0 #define OVERFLOW 2 using namespace std; typedef int Status; typedef int ElemType; //图书管理系统结构体! typedef struct { char id[20]; char name[50]; float price; }Book; //顺序表抽象数据类型定义! typedef struct { Book *elem; int length; }SqList; Status InitList_Sq(SqList &L) { //算法2.1 顺序表的初始化 L.elem=new ElemType[MAXSIZE]; if(!L.elem) exit(OVERFLOW); L.length=0; return OK; } Status GetElem(SqList L, int i, Book &e) {//算法2.2 顺序表的取值 if(i<1||i>L.length) return ERROR; e=L.elem[i-1]; return OK; } int LocateElem_Sq(SqList L, ElemType e) { //算法2.3 顺序表的查找 for(int i=0;i<L.length;i++) if(L.elem[i]==e) return i+1; return 0; } Status ListInsert_Sq(SqList &L, int i, Book e,int j) { //算法2.4 顺序表的插入 if((i<1)||(i>L.length+1)) return ERROR; if(L.length==MAXSIZE) return ERROR; for(j=L.length-1;j>=i-1;j--) L.elem[j+1]=L.elem[j]; L.elem[i-1]=e; ++L.length; return OK; } Status ListDelete_Sq(SqList &L, int i,int j) { //算法2.5 顺序表的删除 if((i<1)||(i>L.length)) return ERROR; for( j=1;j<L.length-1;j++) L.elem[i-1]=L.elem[j]; --L.length; return OK; } int main() { SqList L; int i = 0, temp, a, c, choose; double price; Book e; string head_1, head_2, head_3; cout << "1. 建立\n"; cout << "2. 输入\n"; cout << "3. 取值\n"; cout << "4. 查找\n"; cout << "5. 插入\n"; cout << "6. 删除\n"; cout << "7. 输出\n"; cout << "0. 退出\n\n"; choose = -1; while (choose != 0) { cout << "请选择:"; cin >> choose; switch (choose) { case 1://创建顺序表 if (InitList_Sq(L)) cout << "成功建立顺序表\n\n"; else cout << "顺序表建立失败\n\n"; break; case 2: {//顺序表信息输入 i = 0; L.elem = new Book[MAXSIZE]; if (!L.elem) exit(OVERFLOW); L.length = 0; fstream file; file.open("book.txt"); if (!file) { cout << "错误!未找到文件!" << endl; exit(ERROR); } file >> head_1 >> head_2 >> head_3; while (!file.eof()) { file >> L.elem[i].id >> L.elem[i].n

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