单链表实现集合并集操作

3星 · 超过75%的资源 需积分: 50 2 下载量 87 浏览量 更新于2024-09-13 2 收藏 62KB DOC 举报
"这篇资料是关于使用单链表实现数据结构和求集合并集的实验指导,主要涉及单向循环链表的设计与操作,包括初始化、查找、插入、删除等基本操作,以及如何通过顺序表计算两个集合的并集。" 在计算机科学中,数据结构是组织和管理数据的重要工具,而链表是其中一种基础的数据结构。本实验旨在通过设计单链表来实现集合操作,特别是求解集合的并集。单链表是一种线性数据结构,每个元素(称为节点)包含数据部分和一个指向下一个节点的指针。 实验中定义了一个名为`Lnode`的结构体,表示链表中的节点,包含两个成员:`elemtype data`存储数据元素,`node* next`指向下一个节点的指针。同时,定义了一个指向`Lnode`的指针`LinkList`作为链表的头指针。以下是一些关键函数的实现: 1. `InitList(LinkList& L)`:初始化链表,分配一个新节点并设置其`next`为`NULL`,使得链表为空。 2. `Locate(LinkList L, elemtype e)`:查找链表中值为`e`的节点,返回`NULL`表示未找到。 3. `Insert(LinkList L, int i, elemtype e)`:在链表的第`i`个位置插入新节点,`i`从1开始计数。如果位置错误,输出错误信息并终止程序。 4. `Delete(LinkList L, int i)`:删除链表的第`i`个位置的节点。同样,`i`从1开始计数,如果位置错误或要删除的元素不存在,输出错误信息。 5. `create(LinkList& L, elemtype* a, int n)`:根据数组`a`创建链表,链表的顺序与数组元素顺序相同。 6. `display(LinkList L)`:打印链表中的所有元素,用于查看链表状态。 7. 求集合并集的部分没有给出具体实现,但通常会涉及到遍历两个链表,将非重复元素添加到结果链表中。可以先遍历一个链表,将其所有元素添加到结果链表,然后遍历另一个链表,如果元素不在结果链表中,再添加进去。 实验的目的在于提高对数据结构的理解,尤其是单链表的实现和操作,以及如何利用链表处理集合操作。通过这个实验,学习者可以掌握如何设计和实现链表数据结构,以及如何使用链表解决实际问题,如集合运算。这些基础技能对于后续学习更复杂的数据结构和算法至关重要。
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交集和并集的线性算法(原创) 对于给定的两个集合,使用哈希表可以在线性时间复杂度内得到他们的交集和并集,具体说明如下: 假设有集合A={1, 7, 5, 13, 9, 10, 11}, B={5, 7, 10, 1, 18, 12}, 1)交集,需要得到结果:A∩B={1, 5, 7,10} 思路如下: ①建立一个哈希表(HashTable),其键(KEY)表示集合中数字的值,其值(VALUE)表示集合中数字出现的次数 ②遍历集合A,将集合中的每个数字(KEY)插入哈希表,每个数字的出现次数(VALUE)设置为1 ③遍历集合B,对于集合中的每个数字: 如果哈希表中已经存在该数字,将对应的VALUE改为2 如果哈希表中不存在该数字,忽略 ④遍历哈希表,输出VALUE为2的数字,即得到A和B的交集 2) 并集,需要得到结果:AUB={1,5,7,9,10,11,12,13,18} 思路如下: ①建立一个哈希表(HashTable),其键(KEY)表示集合中数字的值,其值(VALUE)可以无视 ②遍历集合A,将集合中的每个数字(KEY)插入哈希表 ③遍历集合B,对于集合中的每个数字: 如果哈希表中已经存在该数字,忽略 如果哈希表中不存在该数字,将这个数字插入哈希表 ④遍历哈希表,输出哈希表中的每个KEY,即为A和B的并集 上面以两个集合为例说明了交集和并集法,事实上,上述算法可以很方便的扩展到3个或3个以上的集合交集和并集。另外并集时,由于哈希表的值(VALUE)部分不需要用到,所以这个数据结构也可以更换为 哈希集(HashSet)。 转载请注明出处。 VB中HashTable 2012-08-20 14:43:21| 分类: asp.net|举报|字号 订阅 首先定义一个hashtable Dim hstl As New Hashtable hstl.Add(key, value) 'java是用.put MS开始全面模仿java 这说说vb.net中的hashtable基本用法: 添加值:hstl.add(key,value) 通过key取值: hstl.Item(key).ToString 判断是否含有Key: ContainsKey(key) 判断是否含有value: ContainsValue(value) 遍历hashtable: Dim de As DictionaryEntry '泛型类 For Each de In hstl console.write(de.key & de.value) Next de hashtable不支持通过value取key. 2个集合的交集 第一种方法 最简单、粗暴的循环遍历2个集合,判断如果有相同的元素就取出来。假设集合1的长度为M,集合2的长度为N,那么,时间复杂度为:O(M*N) 代码: public static List GetIntersection(List list1, List list2) { List list3 = new List(); //第一种方法:循环遍历 //O(n×m) for (int i = 0; i < list1.Count; i++) { for (int j = 0; j < list2.Count; j++) { if (list1[i]==list2[j]) { list3.Add(list1[i]); } } } return list3; } 第二种方法 利用hash这种很有用的数据结构来实现。我们知道,hash的特点之一就是不允许有重复元素,即hash表中的元素都是唯一的。所以,我们的思路就是:先把第一个集合的所有元素都放进hashSet中,时间复杂度O(M);再把第二个集合中的元素放进hashSet中,如果有重复元素,就是这2个集合的交集,时间复杂度为O(N)。即总的时间复杂度从O(M*N)降低到了O(M+N)。 代码: public static List GetIntersection2(List list1, List list2) { //第二种方法:hash List list3 = new List(); HashSet hashSet = new HashSet(); foreach (string item in list1) { hashSet.Add(item); } foreach (string item in list2) { if (hashSet.Add(item) == false) { list3.Add(item); } } return list3; } 测试 代码: static void Main(string[] args) { List list1 = new List(); list1.Add("apple"); list1.Add("banana"); list1.Add("pear"); list1.Add("orange"); list1.Add("grape"); List list2 = new List(); list2.Add("nokia"); list2.Add("sumsung"); list2.Add("htc"); list2.Add("apple"); list2.Add("orange"); List list =new List(); //test for two set join //list = TwoSetsIntersection.GetIntersection(list1, list2); list = TwoSetsIntersection.GetIntersection2(list1, list2); foreach (string item in list) { Console.Write(item + "\t"); } } 总结 hash的另一个特点是查找效率为O(1),惊人的高! 对于这道题目要是算出来O(M*N)的同学就应该补课了。出来混,迟早要还的。 HashSet类 HashSet类主要是设计用来做高性能集运算的,例如对两个集合交集、并集、差集等。集合中包含一组不重复出现且无特性顺序的元素。 HashSet的一些特性如下: 1、HashSet中的值不能重复且没有顺序。 2、HashSet的容量会按需自动添加。 构造方法: HashSet() 默认相等比较器创建一个空的新实例。 HashSet(IEnumerable collection)  把指定集合中的collection中的数据复制到集中 HashSet(IEqualityComparer comparer)  使用指定的相等比较器创建一个空的新实例 HashSet(IEnumerable collection,IEqualityComparer comparer)  使用指定的比较器实例化数据,且将指定集合中的元素复制到集合中。 因为HashSet是专门设计来做集合运算的,因此它提供的方法中有不少是和集合运算相关的。 以下给出它的一些常用方法介绍 成员        类型        说明 Add        方法        将指定的元素添加到集合中 Clear        方法         清空集合中的所有元素 Contains     方法         确定某元素是否在HashSet中 Exists       方法         确定HashSet是否包含于指定条件相匹配的元素 ExceptWith    方法         从当前HashSet移除指定集合中的所有元素 IntersectWith   方法        修改当前的HashSet对象,以仅包含该对象和指定集合中存在的元素 IsProperSubsetOf  方法        确定HashSet对象是否为指定集合的真子集 IsProperSupersetOf 方法        确定HashSet对象是否为指定集合的真超集 IsSunsetOf     方法         确定HashSet对象是否为指定集合的子集 IsSupersetOf    方法         确定HashSet对象是否为指定集合的超集 Remove      方法         从HashSet对象中移除指定的元素 RemoveWhere   方法         从HashSet集合中移除与指定谓词所定义的条件相匹配的所有元素 SetEquals     方法         确定HashSet对象与指定的集合中是否包含相同的元素 SynmmetricExceptWith  方法     修改当前的HashSet对象,以仅包含该对象或指定集合中存在的元素 TrimExcess    方法         将HashSet对象的容量设置为它所包含的元素的实际个数,向上舍入为接近的特性与实现的值。 UnionWith     方法         修改当前的HashSet对象,以包含该对象本身和指定集合中存在的所有元素 给个简单的例子,写不完的,总之记得HashSet主要的作用是用来进行,交集、并集等运算的就OK了。 static void Main(string[] args) { HashSet hs = new HashSet(); hs.Add("你"); hs.Add("好"); hs.Add("吗"); HashSet hs1 = new HashSet(); hs1.Add("你"); hs1.Add("好"); bool b = hs1.IsProperSubsetOf(hs); //确定hs1是否是hs的真子集 Console.WriteLine(b); //输出True HashSet hs2 = new HashSet(); hs2.Add("爱你"); IEnumerable list = hs.Union(hs2); //返回并集 foreach (string str in list) { Console.WriteLine(str); //输出 你 好 吗 爱你 } Console.ReadKey(); }