珠海理工学院数据结构课程设计:单链表多项式相加实现

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本报告是北京理工大学珠海学院计算机科学技术学院学生关于《数据结构》课程设计的一部分,主题为使用单链表实现一元多项式的求和。在数据结构中,链表是一种重要的非顺序存储方式,其中每个节点包含一个数据元素和指向下一个节点的指针。链表在数据的存储和访问上具有灵活性,但与顺序存储相比,访问元素的时间取决于节点的位置。 项目的核心在于设计一种特殊的单链表数据结构,用于存储一元多项式。链表的节点不仅包含数值,还可能需要额外的字段来表示多项式的系数。设计的关键步骤包括: 1. **数据结构设计**:链表被选为数据结构,因为其适合动态添加和删除元素,对于多项式的操作来说,特别是相加,链表的性质非常适合。每个节点可能包含多项式的系数以及指向前一个和后一个节点的指针。 2. **算法设计**: - **建立链表**:首先创建链表头节点(head),然后通过用户输入依次插入新节点,每一步都涉及内存的动态分配和指针的更新。 - **链表插入**:算法需处理节点的创建和插入,确保新节点正确连接到现有链表。 - **多项式相加**:这涉及到遍历两个链表,累加对应系数的值,可能需要额外的数据结构来临时存储中间结果,直到所有项相加完毕。 3. **功能模块分析**:报告可能分解为建立链表模块、插入元素模块、多项式相加模块等,每部分都有明确的功能和输入/输出定义。 4. **数据存储结构设计**:链表的节点可能包括整数变量来储存多项式系数,同时可能需要一个指针数组或者链表结构来链接节点。 5. **算法流程图**:设计详细的算法流程图有助于清晰地展示整个求和过程,包括链表操作和控制流。 6. **软件测试**:项目需要进行充分的测试,验证链表操作的正确性和多项式求和功能的准确性。 7. **设计体会**:作者可能会分享在项目过程中对数据结构理解的深化,如何将理论知识应用到实际问题中,以及遇到的挑战和解决方案。 报告总结了数据结构理论在实际项目中的应用,强调了合理选择数据结构对于程序设计的重要性。通过这个课程设计,学生不仅掌握了单链表操作,也提升了算法设计和分析能力。
2011-12-15 上传
实验一 线性表及其应用 一、 实验目的和要求 1、掌握线性表的插入、删除、查找等基本操作设计与实现 2、学习利用线性表提供的接口去求解实际问题 3、熟悉线性表的的存储方法 二、 实验内容和原理 1、实验内容:设计一个一元多项式的简单计算器,其基本功能有①输入并建立多项式;②输出多项式;③多项式相加。可利用单链表或单循环链表实现之。 2、实验原理:以线性表来描述一元多项式,存储结构采用单链表,每个结点存储的多项式中某一项的系数和指数,建立单链表时指数高的结点列于指数低的 结点之后,即线性表的元素按指数递增有序排列。 三、 实验环境 Visual C++ 6.0 及PC机 四、 算法描述及实验步骤 思想算法: 以线性表来描述一元多项式,存储结构采用单链表,每个结点存储的多项式中某一项的系数和指数,建立单链表时指数高的结点列于指数低的结点之后,即线性表的元素按指数递增有序排列。 例如构造两个多项式ha: 5X3+4X2+3X+2 hb: X2+X+1 多项式加法:定义指针p,q分别指向ha,hb i.p->exp==q->exp ,r->coef=p->coef+q->coef,pa,pb下移; ii.p->expexp ,r->coef=q->coef;r->exp=q->exp;,q下移 iii.pa->exp>pb->exp, r->exp=p->exp;r->coef=p->coef;,p下移 iv.p!=NULL,pb==NULL.相当于iii. V.q==NULL,pb!=NULL.相当于ii. 其流程图如下: 多项式乘法:定义指针fp,gp分别指向f,g 1.将两多项式最大指数相加并赋于maxp,并置g 2.用for循环求指数等于maxp时相乘的系数 3. (fp!=NULL)&&(gp!=NULL), p=fp->exp+gp->exp 1.p>maxp, fp=fp->next; 2. pnext; 3.p=maxp, x+=fp->coef*gp->coef; fp=fp->next;gp=gp->next; 五、 实验结果 1.分别输入两个多项式: 5X3+4X2+3X+2 和X2+X+1,然后输出结果如下: 2.分别输入两个多项式:6X4+4X2+2和5X+6,然后输出结果如下: 六、 总结 此次上机实验应用了线性表实现了一次实际操作,完成了一个一元多项式的简单计算器,不仅对此次编译程序的算法思想有了新的认识,还让我深刻的体会到了线性表的重要性以及其应用的方便,并且对指针加深了映象,应用了书本中的算法思想,对我以后的编译以及完成新的程序有很大的帮助。 附录: 1.建立多项式列表代码如下: mulpoly *creatpoly()/*建立多项式列表*/ {mulpoly *head,*r,*s;/*设中间变量*/ int m,n; head=(mulpoly *)malloc(sizeof(mulpoly));/*头结点申请空间*/ printf("\ninput coef and exp:\n"); scanf("%d%d",&n,&m);/*输入多项式系数和指数*/ r=head;/*尾指针指向头指针*/ while(n!=0)/*将输入的多项式存放在S中*/ {s=(mulpoly*)malloc(sizeof(mulpoly)); s->coef=n; s->exp=m; r->next=s; r=s; /*printf("input coef and exp:\n");*/ scanf("%d%d",&n,&m);/*再次输入多项式系数和指数*/ } r->next=NULL;/*将尾指针置空*/ head=head->next;/*将head哑结点向前跑一个结点,使其不为空*/ return (head);/*返回多项式*/ } 2.两个多项式相加代码如下: mulpoly *polyadd(mulpoly *ha,mulpoly *hb)/*两个多项式相加*/ {mulpoly *hc,*p,*q,*s,*r;/*声明结构体型*/ int x; p=ha; q=hb; hc=(mulpoly *)malloc(sizeof(mulpoly));/*申请结点空间*/ s=hc; while((p!=NULL)&&(q!=NULL))/*两多项式不为空*/