03.19 实现一个顺序存储的线性表-数据结构与算法课堂项目

任务详情

任务描述

本关任务：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。

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：

struct SeqList{

    T* data;   // 数据元素存储空间的开始地址

    int len;   // 线性表的当前长度

    int max;   // 线性表的最大长度

};

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 || 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 <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#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<n; 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:

5 //输入线性表的长度

8 9 12 33 45 //依次输入线性表的数据元素

2 //删除线性表的2号数据元素

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

代码示例

/*************************************************************
    date: April 2017
    copyright: Zhu En
    DO NOT distribute this code without my permission.
**************************************************************/
// 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。
    /********** 以下为编辑的代码区 1 *********/
	if(i<0||i>slist->len) {
		printf("SL_InsAt(): location error when setting elements of the slist!\n");		
        return false;
	}
    else{
        for(int j = slist->len; j > i; j--){
            slist->data[j] = slist->data[j-1];
        }

		slist->data[i]=x;
		slist->len++;
        return true;
    }
    /********** 以上为编辑的代码 **********/
}

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。
{
    // 在下面之间补充代码，删除第i号结点。
    /********** 以下为编辑的代码区 2*********/
    T DelNum;
    if(i<0||i>=slist->len) {
		printf("SL_DelAt(): location error when setting elements of the slist!\n");		
        return false;
	}
    else{
       T DelNum =  slist->data[i];
        for(int j=i;j<slist->len-1; j++){
            slist->data[j] = slist->data[j+1];
        }

		slist->len--;
        return DelNum;
    }
    /********** 以上为编辑的代码 **********/
}

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。
    /********** 以下为编辑的代码区 3*********/

        int find = 0;
        int DN = 0;

        for(int j=0; j < slist->len -1; j++){
            if(slist->data[j] == x){
                find = 1;
                DN = j;
                break;
            }
        }

        if(find == 0){
            return -1;
        }
        
        for(int j=DN;j<slist->len -1; j++ ){
            slist->data[j] = slist->data[j+1];
        }

		slist->len--;
        return DN;
    /********** 以上为编辑的代码 **********/
}

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");	
	
}