如何设计一个链式存储的一元多项式相加算法,并以C语言实现?请提供详细的步骤和代码示例。
时间: 2024-12-04 12:34:32 浏览: 13
在解决一元多项式的相加问题时,理解链式存储结构是关键。链式存储适合稀疏多项式的表示,因为它只存储非零项,节省了空间,并且便于执行加法操作。为了帮助你更好地掌握这个技能,推荐查看《一元多项式的线性表表示与相加》这份课件。它详细讲解了一元多项式的链式存储表示方法以及如何进行相加操作。
参考资源链接:[一元多项式的线性表表示与相加](https://wenku.csdn.net/doc/4uabcujvs9?spm=1055.2569.3001.10343)
首先,我们需要定义一元多项式的节点结构体,如下所示:
```c
typedef struct poly_node {
float coef; // 系数
int expn; // 指数
struct poly_node *next; // 指向下一个节点的指针
} poly_node, *PolyList;
```
创建多项式的过程是创建链表的过程,我们需要按照指数从小到大的顺序添加节点。例如,创建多项式 \( P(x)=7x^3-2x^{12}-8x^{99} \),我们可以这样做:
```c
PolyList createPolynomial() {
PolyList head, tail, p;
int i;
head = (PolyList)malloc(sizeof(poly_node)); // 创建头节点
head->next = NULL;
tail = head; // 初始化尾指针为头节点
for (i = 3; i <= 99; i += 9) { // 每个节点的指数间隔为9
p = (PolyList)malloc(sizeof(poly_node)); // 创建新节点
p->coef = (i == 3) ? 7 : (i == 12) ? -2 : -8; // 赋值系数
p->expn = i; // 赋值指数
p->next = NULL;
tail->next = p; // 将新节点链接到链表末尾
tail = p; // 更新尾指针
}
return head;
}
```
多项式相加的算法设计需要考虑两个多项式链表的遍历,确保按指数大小顺序合并。以下是一个相加函数的实现:
```c
PolyList addPolynomials(PolyList La, PolyList Lb) {
PolyList pa, pb, pc, pd;
pa = La->next; // La的当前节点
pb = Lb->next; // Lb的当前节点
pc = La; // pc为新链表的当前节点,初始化为La的头节点
pd = La; // pd为新链表的尾节点
while (pa != NULL && pb != NULL) {
if (pa->expn == pb->expn) {
pd->next = (poly_node *)malloc(sizeof(poly_node));
pd = pd->next;
pd->expn = pa->expn;
pd->coef = pa->coef + pb->coef;
pa = pa->next;
pb = pb->next;
} else if (pa->expn > pb->expn) {
pd->next = pa;
pa = pa->next;
} else {
pd->next = pb;
pb = pb->next;
}
pd = pd->next;
}
pd->next = (pa != NULL) ? pa : pb; // 将剩余部分链接到新链表
free(Lb); // 释放Lb的头节点
return La; // 返回相加后的链表
}
```
最后,我们可以通过调用 `createPolynomial` 函数创建两个多项式链表,然后使用 `addPolynomials` 函数进行相加操作。这样,我们就设计并实现了链式存储的一元多项式相加算法。
在你掌握了这个基础之后,为了深入学习更多关于线性表操作以及数据结构的知识,我建议你继续查看《一元多项式的线性表表示与相加》这份课件。这份资源不仅包括了多项式相加的内容,还提供了其他数据结构如栈、队列等的详细讲解,可以帮助你在数据结构领域有更全面的了解和提升。
参考资源链接:[一元多项式的线性表表示与相加](https://wenku.csdn.net/doc/4uabcujvs9?spm=1055.2569.3001.10343)
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