设计稀疏多项式pq相乘算法

设计稀疏多项式pq相乘算法的基本思想是利用多项式的稀疏性质，减少计算量和存储空间的使用。下面是一种常见的设计思路：

1. 定义多项式的数据结构：可以使用数组或链表来表示多项式，其中每个节点包含指数和系数两个属性。

2. 初始化结果多项式：创建一个空的结果多项式，用于存储相乘后的结果。

3. 遍历多项式p的每一项：对于p中的每一项，遍历多项式q的每一项。

4. 计算乘积：将p和q当前项的指数相加作为结果多项式中对应项的指数，将p和q当前项的系数相乘作为结果多项式中对应项的系数。

5. 合并同类项：遍历结果多项式，将指数相同的项的系数相加，得到最终的结果。

6. 返回结果多项式。

相关问题

一元稀疏多项式计算器课程设计

好的，下面是一元稀疏多项式计算器的课程设计：

1. 课程目标：

本课程设计旨在让学生掌握一元稀疏多项式的基本概念、表示方法、加法、乘法和除法等基本运算，能够设计并实现一元稀疏多项式的计算器程序。

2. 预备知识：

本课程设计需要学生具备以下预备知识：

（1）高等数学中的多项式基本概念和运算法则；

（2）C++程序设计语言基础知识，如变量、数组、循环语句、函数等；

（3）数据结构中的链表基本概念和操作方法。

3. 课程内容：

（1）一元稀疏多项式的概念及表示方法；

（2）一元稀疏多项式的加法运算及其实现；

（3）一元稀疏多项式的乘法运算及其实现；

（4）一元稀疏多项式的除法运算及其实现；

（5）一元稀疏多项式计算器程序设计。

4. 教学方法：

本课程设计采用讲授、演示和实践相结合的教学方法。首先，通过讲解一元稀疏多项式的概念及表示方法，让学生理解多项式的基本结构和特点。然后，通过演示一元稀疏多项式的加法、乘法和除法运算的具体实现方法，让学生掌握多项式的基本运算规则和算法。最后，通过实践设计一元稀疏多项式计算器程序，让学生将所学知识应用到实际问题中。

5. 实践环节：

本课程设计实践环节主要包括以下内容：

（1）设计一元稀疏多项式的加法、乘法和除法运算函数，并编写测试程序进行验证；

（2）设计一元稀疏多项式计算器程序，实现多项式的输入、输出、加法、乘法和除法运算功能，并进行测试。

6. 教学评估：

本课程设计的教学评估主要采用考试和作业相结合的方式。考试主要测试学生对一元稀疏多项式的基本概念、表示方法、加法、乘法和除法等基本运算的掌握情况；作业主要要求学生设计并实现一元稀疏多项式计算器程序，并在实践中运用所学知识，检验其对一元稀疏多项式的理解和应用能力。

设计一元稀疏多项式计算器C++实现

以下是一个简单的 C++ 实现，可以计算一元稀疏多项式的加减乘除以及求导数和积分。

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

struct Term {
    int coef; // 系数
    int expo; // 指数
};

class Polynomial {
private:
    vector<Term> terms; // 存储多项式的向量
public:
    Polynomial() {} // 默认构造函数
    Polynomial(vector<Term> terms) { // 带参构造函数
        this->terms = terms;
    }
    void input() { // 输入多项式
        int n;
        cout << "请输入多项式的项数: ";
        cin >> n;
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            Term t;
            cout << "请输入第" << i + 1 << "项的系数和指数: ";
            cin >> t.coef >> t.expo;
            terms.push_back(t);
        }
        sort(terms.begin(), terms.end(), [](Term a, Term b) { // 按指数排序
            return a.expo > b.expo;
        });
    }
    void output() { // 输出多项式
        for (int i = 0; i < terms.size(); i++) {
            if (terms[i].coef > 0 && i > 0) {
                cout << "+";
            }
            cout << terms[i].coef << "x^" << terms[i].expo;
        }
        cout << endl;
    }
    Polynomial operator+(const Polynomial& b) const { // 加法
        vector<Term> result;
        int i = 0, j = 0;
        while (i < terms.size() && j < b.terms.size()) {
            if (terms[i].expo > b.terms[j].expo) {
                result.push_back(terms[i]);
                i++;
            } else if (terms[i].expo < b.terms[j].expo) {
                result.push_back(b.terms[j]);
                j++;
            } else {
                int c = terms[i].coef + b.terms[j].coef;
                if (c != 0) {
                    Term t = {c, terms[i].expo};
                    result.push_back(t);
                }
                i++;
                j++;
            }
        }
        while (i < terms.size()) {
            result.push_back(terms[i]);
            i++;
        }
        while (j < b.terms.size()) {
            result.push_back(b.terms[j]);
            j++;
        }
        return Polynomial(result);
    }
    Polynomial operator-(const Polynomial& b) const { // 减法
        vector<Term> result;
        int i = 0, j = 0;
        while (i < terms.size() && j < b.terms.size()) {
            if (terms[i].expo > b.terms[j].expo) {
                result.push_back(terms[i]);
                i++;
            } else if (terms[i].expo < b.terms[j].expo) {
                Term t = {-b.terms[j].coef, b.terms[j].expo};
                result.push_back(t);
                j++;
            } else {
                int c = terms[i].coef - b.terms[j].coef;
                if (c != 0) {
                    Term t = {c, terms[i].expo};
                    result.push_back(t);
                }
                i++;
                j++;
            }
        }
        while (i < terms.size()) {
            result.push_back(terms[i]);
            i++;
        }
        while (j < b.terms.size()) {
            Term t = {-b.terms[j].coef, b.terms[j].expo};
            result.push_back(t);
            j++;
        }
        return Polynomial(result);
    }
    Polynomial operator*(const Polynomial& b) const { // 乘法
        vector<Term> result;
        for (int i = 0; i < terms.size(); i++) {
            for (int j = 0; j < b.terms.size(); j++) {
                int c = terms[i].coef * b.terms[j].coef;
                int e = terms[i].expo + b.terms[j].expo;
                bool found = false;
                for (int k = 0; k < result.size(); k++) {
                    if (result[k].expo == e) {
                        result[k].coef += c;
                        found = true;
                        break;
                    }
                }
                if (!found) {
                    Term t = {c, e};
                    result.push_back(t);
                }
            }
        }
        return Polynomial(result);
    }
    Polynomial differentiate() { // 求导数
        vector<Term> result;
        for (int i = 0; i < terms.size(); i++) {
            if (terms[i].expo > 0) {
                Term t = {terms[i].coef * terms[i].expo, terms[i].expo - 1};
                result.push_back(t);
            }
        }
        return Polynomial(result);
    }
    Polynomial integrate() { // 求积分
        vector<Term> result;
        for (int i = 0; i < terms.size(); i++) {
            Term t = {terms[i].coef / (terms[i].expo + 1), terms[i].expo + 1};
            result.push_back(t);
        }
        result.push_back({1, 0}); // 积分常数
        return Polynomial(result);
    }
    Polynomial operator/(const Polynomial& b) const { // 除法
        vector<Term> q, r;
        Polynomial a = *this;
        while (a.terms.size() > 0 && a.terms[0].expo >= b.terms[0].expo) {
            int c = a.terms[0].coef / b.terms[0].coef;
            int e = a.terms[0].expo - b.terms[0].expo;
            vector<Term> t = {{c, e}};
            Polynomial temp(t);
            q = q + temp;
            a = a - b * temp;
        }
        r = a.terms;
        return Polynomial(q);
    }
    Polynomial operator%(const Polynomial& b) const { // 取模
        vector<Term> q, r;
        Polynomial a = *this;
        while (a.terms.size() > 0 && a.terms[0].expo >= b.terms[0].expo) {
            int c = a.terms[0].coef / b.terms[0].coef;
            int e = a.terms[0].expo - b.terms[0].expo;
            vector<Term> t = {{c, e}};
            Polynomial temp(t);
            q = q + temp;
            a = a - b * temp;
        }
        r = a.terms;
        return Polynomial(r);
    }
};

int main() {
    Polynomial p1, p2;
    cout << "请输入第一个多项式:" << endl;
    p1.input();
    cout << "请输入第二个多项式:" << endl;
    p2.input();
    cout << "第一个多项式为: ";
    p1.output();
    cout << "第二个多项式为: ";
    p2.output();
    cout << "两个多项式相加为: ";
    (p1 + p2).output();
    cout << "两个多项式相减为: ";
    (p1 - p2).output();
    cout << "两个多项式相乘为: ";
    (p1 * p2).output();
    cout << "第一个多项式求导数为: ";
    p1.differentiate().output();
    cout << "第一个多项式求积分为: ";
    p1.integrate().output();
    cout << "第一个多项式除以第二个多项式的商为: ";
    (p1 / p2).output();
    cout << "第一个多项式除以第二个多项式的余数为: ";
    (p1 % p2).output();
    return 0;
}

注意，这只是一个简单的实现，可能存在一些问题，比如没有处理输入错误的情况，除法和取模可能会出现异常等等。如果需要用于实际应用中，还需要进行更完善的测试和优化。