一维数组与多项式相加:数据结构基础

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"两个多项式的相加-数据结构第二章" 在数据结构的范畴中,"两个多项式的相加"是一个基本操作,它涉及到数组、线性表和顺序表的概念。当我们处理多项式时,通常会将它们表示为一维数组或顺序表,其中每个数组元素代表一个项(即x的幂次与系数的乘积)。这里,我们讨论的是如何通过算法实现两个多项式的相加。 首先,理解多项式的概念至关重要。多项式是由常数、变量和这些元素的乘积组成,如 ax^n + bx^(n-1) + ... + cz^m,其中a, b, c是系数,n, m是正整数指数。在计算机中,我们可以用一维数组来存储这些项,数组的索引对应于项的指数,数组值则为系数。 实现两个多项式相加的过程如下: 1. 创建一个新的空数组或线性表,用于存储相加的结果。 2. 从两个原始多项式数组的首项开始,比较它们的指数。 - 如果当前项的指数相等,将两个系数相加,然后将结果存入结果数组。 - 如果指数不等,将指数较小的项添加到结果数组中。这是因为指数较大的项在相加过程中没有对应的项,可以直接保留。 3. 当一个多项式的所有项都被处理后,将另一个多项式剩余的部分复制到结果数组。这是因为可能其中一个多项式的项数多于另一个。 这个过程可以扩展到更复杂的情况,比如当多项式中的项非常稀疏时,可以使用稀疏矩阵来存储,以节省空间。稀疏矩阵是一种只存储非零项的矩阵表示,对于处理大规模且大部分元素为零的矩阵特别有效。 在C++或其他高级编程语言中,实现这个算法时,可以利用类来封装多项式,并提供如添加项、获取项和改变大小等方法。例如,定义一个名为`Polynomial`的类,包含一个一维数组`coefficients`来存储系数,以及一个整型`degree`来记录多项式的最高指数。类可以有`addTerm`方法来增加项,`add`方法来执行多项式相加,以及其他如`resize`来调整数组大小的方法。 此外,为了提高效率和简化代码,还可以利用模板类来实现通用的多项式类,这样就可以处理不同类型的数据(如整数、浮点数等)。在类定义中,可以使用`operator[]`重载来方便地访问和修改多项式中的系数。 两个多项式的相加是数据结构和算法课程中的一个基础练习,它涵盖了数组、线性表和顺序表的基本操作,同时也涉及到了类的设计和模板的使用,这些都是计算机科学中的核心概念。