数组与广义表的算法的实验报告.doc

数组与广义表的算法实验工具：visual C+实验内容：1、三元组表示稀疏矩阵的转置算法（一般&快速） 2、稀疏矩阵乘法、加法的算法（一般&十字链表） 3、广义表的各种算法体验：通过利用visual C+实验工具，实现数组与广义表各类算法的过程中，本人对数组与广义表的知识有了更深的了解，而且认识到数组与广义表各类操作可由形式多样的算法结构实现。算法并非统一标准的，同样的结果可有多种算法得出，算法的编写鼓励创造性思维。1、 三元组表示稀疏矩阵的转置算法（一般&快速）代码：#include#include#include#include#define OK 1#define ERROR 0#define OVERFLOW 0#define MAXSIZE 100#define MAXRC 100typedef int ElemType;typedef structint i,j;ElemType e;Triple;typedef structTriple dataMAXSIZE+1; /非零元三元组int rposMAXRC+1; /各行第一个非零元的位置表int mu,nu,tu; /矩阵的行数、列数和非零元个数RLSMatrix;CreateSMatrix(RLSMatrix &M) /创建稀疏矩阵Mint i,m,n;ElemType e;int k,j;printf(输入矩阵的行数、列数、非零元的个数：);scanf(%d%d%d,&M.mu,&M.nu,&M.tu);M.data0.i=0;for(i=1;i3) /控制跳出死循环printf(本次输入失败！);return ERROR;printf(按行序输入第%d个非零元素所在的行(1%d)列(1%d)值：,i,M.mu,M.nu);scanf(%d%d%d,&m,&n,&e);k=0;if(mM.mu|nM.nu) /行或列超出范围k=1;if(mM.datai-1.i|m=M.datai-1.i&nM.datai-1.j)k=1;while(k);M.datai.i=m;M.datai.j=n;M.datai.e=e; /end forprintf(n);return(OK);void DestroySMatrix(RLSMatrix &M) /销毁稀疏矩阵MM.mu=0;M.nu=0;M.tu=0;void PrinRLSMatrix(RLSMatrix M) /遍历稀疏矩阵 Mint i;printf(稀疏矩阵对应的三元组表为：nn);printf(行 列 元素值、nn);for(i=1;i=M.tu;i+)printf(%2d%4d%8dn,M.datai.i,M.datai.j,M.datai.e);printf(nn);void print(RLSMatrix A) /打印矩阵函数，以通常形式输出矩阵 int k=1,a,b; printf(稀疏矩阵的通常形式为：n);int MMAXSIZEMAXSIZE;for(a=0;aA.mu;a+) /初始化矩阵Mfor(b=0;bA.nu;b+)Mab=0;while(k=A.tu)MA.datak.i-1A.datak.j-1=A.datak.e;k+;for(a=0;aA.mu;a+)printf( | );for(b=0;bA.nu;b+)printf(%d ,Mab);printf( | n);void showtip() /菜单printf( *请选择要执行的操作*nn);printf( & 1 采用一般算法实现 &n);printf( & 2 采用快速转置的算法实现 &n);printf( & 3 同时采用两种算法，先显示一般算法，再显示快速算法 &n);printf( *nn);/头文件结束TransposeSMatrix(RLSMatrix M,RLSMatrix &T) /求稀疏矩阵M的转置矩阵T(一般算法)int p,q,col;T.mu=M.nu;T.nu=M.mu;T.tu=M.tu;if(T.tu)q=1;for(col=1;col=M.nu;+col) /按列序求转置for(p=1;p=M.tu;+p)if(M.datap.j=col)T.dataq.i=M.datap.j;T.dataq.j=M.datap.i;T.dataq.e=M.datap.e;+q;return OK;FastTransposeSMatrix(RLSMatrix M,RLSMatrix &T) /快速转置算法int p,q,t,col,*num,*cpot;num=(int*)malloc(M.nu+1)*sizeof(int);cpot=(int*)malloc(M.nu+1)*sizeof(int);T.mu=M.nu;T.nu=M.mu;T.tu=M.tu;if(T.tu)for(col=1;col=M.nu;+col)numcol=0;for(t=1;t=M.tu;+t)+numM.datat.j;cpot1=1;for(col=2;col=M.nu;+col)cpotcol=cpotcol-1+numcol-1;printf(n辅助数组的值为：n);printf(列号：);for(t=1;t=M.nu;+t)printf(%4d,t);printf(n);printf(num);for(t=1;t=M.nu;+t)printf(%4d,numt);printf(n);printf(cpot);for(t=1;t=M.nu;+t)printf(%4d,cpott);printf(nn);for(p=1;p=M.tu;+p)col=M.datap.j;q=cpotcol;T.dataq.i=M.datap.j;T.dataq.j=M.datap.i;T.dataq.e=M.datap.e;+cpotcol;free(num);free(cpot);return OK;void main()int result;int j;RLSMatrix A,B;/*COORD Co=0,0;DWORD Write;SetConsoleTitle(稀疏矩阵的转置n);HANDLE hOut=GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);SetConsoleTextAttribute(hOut,FOREGROUND_RED|FOREGROUND_BLUE|FOREGROUND_INTENSITY);FillConsoleOutputAttribute(hOut,FOREGROUND_RED|FOREGROUND_BLUE|FOREGROUND_INTENSITY,100000000,Co,&Write);/windows的API函数，用来设置控制台标题doshowtip(); /调用菜单函数int i;scanf(%d,&i);switch(i)case 1:printf(创建矩阵A：);if(result=CreateSMatrix(A)=0)exit(ERROR);PrinRLSMatrix(A);printf(求A的转置矩阵B(一般算法)：n);TransposeSMatrix(A,B);PrinRLSMatrix(B);print(B);DestroySMatrix(B); printf(nn);break;case 2:printf(创建矩阵A：);if(result=CreateSMatrix(A)=0)exit(ERROR); PrinRLSMatrix(A);printf(求A的转置矩阵B(快速转置):n);FastTransposeSMatrix(A,B);PrinRLSMatrix(B);print(B);DestroySMatrix(A); DestroySMatrix(B);printf(nn);break;case 3: printf(创建矩阵A：);if(result=CreateSMatrix(A)=0)exit(ERROR); PrinRLSMatrix(A); printf(求A的转置矩阵B-(一般算法)：n); TransposeSMatrix(A,B);PrinRLSMatrix(B);print(B); DestroySMatrix(B); printf(nn); printf(求A的转置矩阵B-(快速转置):n);FastTransposeSMatrix(A,B);PrinRLSMatrix(B);print(B);DestroySMatrix(A); DestroySMatrix(B);printf(nn);break;printf( *请选择是否继续输入其他稀疏矩阵？*n);printf( 1 是，输入其他矩阵n);printf( 0 否，不输入n);printf( *);fflush(stdin);/清除输入缓存区scanf(%d,&j);while(j=1);运行结果：（1）创建矩阵（2）一般转置 （3）快速转置 2、 稀疏矩阵乘法、加法的算法（一般&十字链表）代码：#include#include#define Size 2501# define Size1 51typedef structint i;int j;int e;/非零元的值triple; /定义三元组typedef structtriple dataSize+1;/矩阵中的元素int ropsSize1+1;/ ropsi为第i行元素中的首非零元在data中的序号int mu;/行数int nu;/列数int tu;/非零元数 juzhen;/定义矩阵typedef struct node/ 定义十字链表元素int i,j,e; struct node *right,*down;/ 该非零元所在行表和列表的后继元素 node,*link;typedef struct / 定义十字链表对象结构体 link *rhead,*chead;/行和列的头指针int m,n,t;/ 系数矩阵的行数，列数，和非零元素个数 crosslist;void createcross(crosslist &M)/建立十字链表int i,j,e,k;node *p,*q;printf(输入行，列和非零元数，空格隔开：n);scanf(%d %d %d,&M.m,&M.n,&M.t);M.rhead=(link *)malloc(M.m+1)*sizeof(link);/给行和列的头指针分配内存 M.chead=(link *)malloc(M.n+1)*sizeof(link);for(k=1;k=M.m;k+)/初始化行，列的头指针M.rheadk=NULL;for(k=1;k=M.n;k+)M.cheadk=NULL;printf(输入非零元的行，列和值，空格隔开：n);for(k=1;ki=i;p-j=j;p-e=e;if(M.rheadi=NULL|M.rheadi-jj)/插入元素所在行无非零元或首非零元的列标大于插入元素的列标p-right=M.rheadi;M.rheadi=p;else for(q=M.rheadi;(q-right)&q-right-jright);/空循环找到第一个列标大于或等于插入元素列标的元素p-right=q-right;q-right=p;if(M.cheadj=NULL|(M.cheadj-ii)/插入元素所在列无非零元或首非零元的行标大于插入元素的行标p-down=M.cheadj;M.cheadj=p;elsefor(q=M.cheadj;(q-down)&q-down-idown);/空循环找到第一个行标大于或等于插入元素行标的元素p-down=q-down;q-down=p;void printcross(crosslist A)/输出十字链表if(A.m=0)printf(十字链表为空!n);elseprintf(十字链表为:n);int i,j;for(i=1;i=A.m;i+) link p=A.rheadi; for(j=1;jj) printf(%5d,p-e);p=p-right; elseprintf(%5d,0); printf(n);printf(n);crosslist addcross()printf(十字链表加法:n);crosslist a,b;/ 创建两个十字链表对象，并初始化createcross(a);createcross(b);node *pre,*h51,*pa,*pb,*q;/定义辅助指针，pa，pb分别为a,b当前比较的元素，pre为pa的前驱元素 int i,j,k=0,m,n; /hj指向j列的当前插入位置 if(a.m!=b.m|a.n!=b.n)printf(格式不对，不能相加!n);elsefor(i=1;i=a.m;i+) pa=a.rheadi;pb=b.rheadi;pre=NULL;for(j=1;ji=pb-i;p-j=pb-j;p-e=pb-e;if(pa=NULL|pa-jpb-j)/当a此行已经检查完或者pb因该放在pa前面if (pre=NULL)a. rheadp-i=p;else pre-right=p;p-right=pa;pre=p;if (hp-j=NULL)/当前插入位置下面无非零元/因为是逐行处理，so,hp-j，依次下移/因此每次都是指向插入的位置 a. chead p-j= p; p-down = NULL;else p-down = hp-j-down;hp-j-down = p;hp-j=p;/*hp-j下移指向下次插入的位置pb=pb-right;/pb指向该行下个元素else if(pa&pa-jj)/只要移动pa的指针*先不加|(pb=NULL&pa)pre = pa;hpa-j=pa;/移动h，使其指向下次插入的位置pa = pa-right;else if(pa-j=pb-j)pa-e+=pb-e;if(pa-e)/不为零pre=pa;hpa-j=pa;pb=pb-right;/加else/pa-e为零，删除节点if (pre =NULL)a.rhead pa-i=pa-right;else pre-right=pa-right;p=pa;/p指向pa，用来在下面修改列指针pa=pa-right;if (h p-j=NULL) a.chead p-j=p-down;else hp-j-down=p-down;free(p);pb=pb-right;return a;void multycross(crosslist &c)/十字链表乘法node *p,*q,*u,*v,*p1,*p2;crosslist a,b;link *r;int i,j,k,e;printf(十字链表乘法:n);createcross(a);createcross(b);if(a.n!=b.m)printf(格式错误，不能相乘！n);else c.m=a.m;c.n=b.n;c.t=0;c.rhead=(link *)malloc(a.m+1)*sizeof(link);/给行和列的头指针分配内存c.chead=(link *)malloc(b.n+1)*sizeof(link);for(k=1;k=a.m;k+)/初始化行，列的头指针c.rheadk=NULL;for(k=1;k=b.n;k+)c.cheadk=NULL;r=(link *)malloc(b.n+1)*sizeof(link);for(i=1;ie=0;u-i=0;u-j=0;for(k=1;k=b.n;k+)/初始化rrk=u;p1=p=a.rheadi;for(j=1;je=0;v-i=i;v-j=j;while(p&q)if(p-jq-i)q=q-down;else if(p-ji)p=p-right;elsev-e+=p-e*q-e;p=p-right;q=q-down;if(v-e)/如果不为零，则插入c矩阵中/同建立十字链表if(c.rheadi=NULL|c.rheadi-jj)/插入元素所在行无非零元或首非零元的列标大于插入元素的列标v-right=c.rheadi;c.rheadi=v;else for(p2=c.rheadi;(p2-right)&(p2-right-jright);/空循环找到第一个列标大于或等于插入元素列标的元素v-right=p2-right;p2-right=v;if(c.cheadj=NULL|c.cheadj-ii)/插入元素所在列无非零元或首非零元的行标大于插入元素的行标v-down=c.cheadj;c.cheadj=v;elsefor(p2=c.cheadj;(p2-down)&(p2-down-idown);/空循环找到第一个行标大于或等于插入元素行标的元素v-down=p2-down;p2-down=v;void create(juzhen & M) /创建稀疏矩阵int i,t=0;printf(输入矩阵行数和列数and非零元的个数，以空格隔开:n);scanf(%d %d %d,&M.mu,&M.nu,&M.tu);printf(输入矩阵非零元的行，列，和数值(中间空格隔开):n);for(i=1;i=M.tu;i+)scanf(%d %d %d,&M.datai.i,&M.datai.j,&M.datai.e); /输入三元组的元素for(i=1;i=Size1;i+)/初始化rops【】M.ropsi=0;for(i=1,t=1;i=M.mu;i+)/得到各行第一个元素的序号M.ropsi=t;while(M.datat.i=i&t=M.tu)/遇到i行非零元，则t累加t+;void add(juzhen A,juzhen B,juzhen & C)/稀疏矩阵加法int k=1,temp=0,k1=1, k2=1;/k1,k2,k分别控制A，B，C中非零元的序号变化printf(稀疏矩阵加法:n);create(A);create(B);if(A.mu!=B.mu|A.nu!=B.nu)printf(格式不对，不能相加!n);elsewhile(k1=A.tu&k2=B.tu)/当A，B中的非零元都没用完if(A.datak1.iB.datak2.i)/同上C.datak+=B.datak2+;else/datak1,datak2行标相同if(A.datak1.jB.datak2.j)/datak1列标大于datak2列标，则把datak2的值赋给datakC.datak+=B.datak2+;else if(A.datak1.jB.datak2.j)/同上C.datak+=A.datak1+;else /行，列标都相同temp=0;temp=A.datak1.e+B.datak2.e;if(temp)/相加后不为零C.datak.i=A.datak1.i;C.datak.j=A.datak1.j;C.datak.e=temp;k+;k1+;k2+; while(k1=A.tu)/B中非零元已用完，A中还有非零元C.datak+=A.datak1+;while(k2=B.tu)/A中非零元已用完，B中还有非零元C.datak+=B.datak2+;C.mu=A.mu;/确定C的行列数和非零元个数C.nu=A.nu;C.tu=k-1; void print(juzhen A)/输出稀疏矩阵printf(n矩阵为:n);int i,j,k=1;if(A.mu=0)printf(矩阵为空！n);else if(A.tu=0)/矩阵元素为空printf(零矩阵！n);else for(i=1;i=A.mu;i+)/逐行输出for(j=1;j=A.nu;j+) if(A.datak.i=i&A.datak.j=j)/行和列分别对应相等则输出相应非零元，否则输出零printf(%5d,A.datak+.e);else printf(%5d,0);printf(n);/该行输出结束，空行输出下一行printf(n);void multy(juzhen A,juzhen B,juzhen &C)/稀疏矩阵乘法int arow,brow,ccol,temp51,p,q,t,tp,i;/各变量代表含义见下面printf(稀疏矩阵乘法:n);create(A);create(B);if(A.nu!=B.mu)printf(格式错误，不能相乘！n);elseC.mu=A.mu;/初始化c的行列及非零元个数C.nu=B.nu;C.tu=0;if(A.nu!=B.mu)printf(A,B格式不对不能相乘!n);else /for(arow=1;arow=A.mu;arow+)/arow为当前A矩阵的行标for(i=0;i51;i+)/初始化temptempi=0;if(arowA.mu)tp=A.ropsarow+1;/tp为arow+1行的首非零元在data【】中的序号else /arow为最后一行tp=A.tu+1;for(p=A.ropsarow;ptp;p+)/p为A中当前元素在data中的序号brow=A.datap.j;/brow为 与B矩阵中的相应行对应的 A中当前元素的列标if(browB.mu)t=B.ropsbrow+1;/t为brow+1行的首非零元在B中data【】中的序号else /brow大小等于B.mut=B.tu+1;for(q=B.ropsbrow;qt;q+)/q为B中当前元素在B.data中的序号ccol=B.dataq.j;/ccol：datap*dataq所得结果所在的列tempccol+=A.datap.e*B.dataq.e;/temp【ccol】：相乘所得的C矩阵中第arow行cool列元素的值for(ccol=1;ccol=B.nu;ccol+)/if(tempccol)/temp【ccol】不为零，则把值赋到c中，c.tu加1。C.data+C.tu.e=tempccol;C.dataC.tu.i=arow;C.dataC.tu.j=ccol;void clear(juzhen & A)/清空稀疏矩阵int i; A.mu=0;A.nu=0;A.tu=0; for(i=0;iSize1+1;i+)A.ropsi=0;for(i=0;iSize+1;i+)A.datai.i=0;A.datai.j=0;A.datai.e=0;void main()juzhen A,B,C,D;crosslist a,b,c,d;lable: printf(*n); printf(请选择：1、稀疏矩阵的加法，并输出结果，2、稀疏矩阵乘法，并输出结果n); printf(n3、十字链表加法,并输出，4、十字链表乘法并输出，5、结束：n); printf(*n); int x; scanf(%d,&x); switch(x) case 1: add(A,B,C); print(C); printf(n); goto lable; case 2: multy(A,B,C); print(C); printf(n); goto lable; case 3: a=addcross(); printcross(a); printf(n); goto lable; case 4: multycross(b); printcross(b); printf(n); goto lable; case 5: break; printf(n); 运行结果：（1） 稀疏矩阵加法 （2）稀疏矩阵乘法 （3）十字链表加法（4）十字链表乘法3、 广义表的各种算法代码：#include #include #include#define maxlen 100typedef char ElemType;typedef struct GLode/广义表结构体的定义int tag;unionElemType atom;struct GLode *hp; val;struct GLode *tp; GList;typedef struct /栈结构的定义ElemType datamaxlen ;int top;SeqStack;/生成广义表GList *CreateGL(char *&s)GList *h;char ch;ch=*s; s+; if (ch!=0) h=(GList *)malloc(sizeof(GList);if (ch=() h-tag=1;h-val.hp=CreateGL(s);else if (ch=)h=NULL;elseh-tag=0;h-val.atom=ch;elseh=NULL; ch=*s;s+;if (h!=NULL)if (ch=,) h-tp=CreateGL(s); else h-tp=NULL; return h; /遍历广义表void DispGL(GList *g)if (g!=NULL)if (g-tag=1) printf(); if (g-val.hp=NULL)printf();elseDispGL(g-val.hp); elseprintf(%c, g-val.atom); if (g-tag=1)printf();if (g-tp!=NULL)printf(,);DispGL(g-tp); /求广义表的深度int GLDepth(GList *g) int max=0,dep;if (g-tag=0)return 0;g=g-val.hp;if (g=NULL)return 1;while (g!=NULL)if (g-tag=1)dep=GLDepth(g);if (depmax)max=dep; g=g-tp; return(max+1);/求广义表的表尾GList *tail(GList *g) GList *p=g-val.hp;GList *t;if (g=NULL)printf(空表不能求表尾n);return NULL;else if (g-tag=0)printf(原子不能求表尾n);return NULL;p=p-tp;t=(GList *)malloc(sizeof(GList);t-tag=1;t-tp=NULL;t-val.hp=p;return t;/查找函数void FindGListX(GList *g,char x,int &mark)if(g!=NULL)if (g-tag = 0 & g-val.atom =x)mark = 1;elseif(g-tag = 1) FindGListX(g-val.hp,x,mark);FindGListX(g-tp,x,mark);/求广义表的逆表void NIGList(GList *g,SeqStack *s)if(g!=NULL)if (g-tag=1)s-top+