数据结构实验1：C++实现静态顺序表类

写了3个多小时，还是太慢了、太菜了！

图1 程序运行演示截图1

实验1

１.1 实验目的

熟练掌握线性表的顺序存储结构。

熟练掌握顺序表的有关算法设计。

根据具体问题的需要，设计出合理的表示数据的顺序结构，并设计相关算法。

1.2 实验要求

顺序表结构和运算定义，算法的实现以库文件方式实现，不得在测试主程序中直接实现；

比如存储、算法实现放入文件：seqList.h

实验程序有较好可读性，各运算和变量的命名直观易懂，符合软件工程要求；

程序有适当的注释。

1.3 实验任务

编写算法实现下列问题的求解。

<1>求顺序表中第i个元素（函数），若不存在，报错。

实验测试数据基本要求：

第一组数据：顺序表长度n≥10，i分别为5，n，0，n+1，n+2

第二组数据：顺序表长度n=0，i分别为0，2

<2>在第i个结点前插入值为x的结点。

实验测试数据基本要求：

第一组数据：顺序表长度n≥10，x=100,  i分别为5,n,n+1,0,1,n+2

第二组数据：顺序表长度n=0，x=100，i=5

<3>删除顺序表中第i个元素结点。

实验测试数据基本要求：

第一组数据：顺序表长度n≥10，i分别为5,n,1,n+1,0

第二组数据：顺序表长度n=0， i=5

<4>在一个递增有序的顺序表L中插入一个值为x的元素，并保持其递增有序特性。

实验测试数据基本要求：

顺序表元素为（10,20,30,40,50,60,70,80,90,100）,

x分别为25，85，110和8

<5>将顺序表Ｌ中的奇数项和偶数项结点分解开（元素值为奇数、偶数），分别放入新的顺序表中，然后原表和新表元素同时输出到屏幕上，以便对照求解结果。

实验测试数据基本要求：

第一组数据：顺序表元素为（1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,20,30,40,50,60）

第二组数据：顺序表元素为（10,20,30,40,50,60,70,80,90,100）

<6>求两个递增有序顺序表L1和L2中的公共元素，放入新的顺序表L3中。

实验测试数据基本要求：

第一组

第一个顺序表元素为（1，3，6，10，15，16，17，18，19，20）

第二个顺序表元素为（1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，18，20，30）

第二组

第一个顺序表元素为（1，3，6，10，15，16，17，18，19，20）

第二个顺序表元素为（2，4，5，7，8，9，12，22）

第三组

第一个顺序表元素为（）

第二个顺序表元素为（1，2，3，4，5，6，7，8，9，10）

<7>删除递增有序顺序表中的重复元素，并统计移动元素次数，要求时间性能最好。

实验测试数据基本要求：

第一组数据：顺序表元素为（1,2,3,4,5,6,7,8,9）

第二组数据：顺序表元素为（1,1,2,2,2,3,4,5,5,5,6,6,7,7,8,8,9）

第三组数据：顺序表元素为（1,2,3,4,5,5,6,7,8,8,9,9,9,9,9）

1.4* 顺序表扩展实验

非必做内容，有兴趣的同学选做，

<1>递增有序顺序表L1、L2，对2表进行合并，并使得合并后成为一个集合，集合的元素放回L1表中保存，要求时间性能最好。

<2>（递增有序）顺序表表示集合A、B，实现：

C=A∩B，C=A∪B，C=A-B

A=A∩B，A=A∪B，A=A-B

<3>（递增有序）顺序表表示集合A、B，判定A是否B的子集。

<4>(2011)（15 分）一个长度为L（L≥1）的升序序列S，处在第L/2个位置的数称为S 的中位数。例如，若序列S1=(11, 13, 15, 17, 19)，则S1 的中位数是15。两个序列的中位数是含它们所有元素的升序序列的中位数。例如，若S2=(2, 4, 6, 8, 20)，则S1 和S2 的中位数是11。

现有两个等长升序序列A 和B，试设计一个在时间和空间两方面都尽可能高效的算法，找出两个序列A 和B 的中位数。要求：

（1）给出算法的基本设计思想。

（2）根据设计思想，采用C 或C++语言描述算法，关键之处给出注释。

（3）说明你所设计算法的时间复杂度和空间复杂度。

1.5 运行结果截图

图2 测试（1）①

图3 测试（1）②

图4 测试（2）①

图5 测试（2）②

图6 测试（3）①

图7 测试（3）②

图8 测试（4）

图9 测试（5）①

图10 测试（5）②

图11 测试（6）①

图12 测试（6）②

图13 测试（6）③

图14 测试（7）①

图15 测试（7）②

图16 测试（7）③

StdAfx.h文件：

 // stdafx.h : include file for standard system include files,
 //  or project specific include files that are used frequently, but
 //      are changed infrequently
 //

 #if !defined(AFX_STDAFX_H__D36E9D40_3BCB_4A85_9D48_AC876E7A2942__INCLUDED_)
 #define AFX_STDAFX_H__D36E9D40_3BCB_4A85_9D48_AC876E7A2942__INCLUDED_

 #if _MSC_VER > 1000
 #pragma once
 #endif // _MSC_VER > 1000

 #include <stdc++.h>//万能头文件，非常好用！我用的是VC6.0，里面没有；
 //因此手动将codeblocks的 stdc++.h 文件导入到 D:\software\Microsoft Visual Studio\VC98\Include 中

 typedef int elementType;
 const int maxn = +;
 using namespace std;

 // TODO: reference additional headers your program requires here

 //{{AFX_INSERT_LOCATION}}
 // Microsoft Visual C++ will insert additional declarations immediately before the previous line.

 #endif // !defined(AFX_STDAFX_H__D36E9D40_3BCB_4A85_9D48_AC876E7A2942__INCLUDED_Code

 // stdafx.h : include file for standard system include files,
 //  or project specific include files that are used frequently, but
 //      are changed infrequently
 //

 #if !defined(AFX_STDAFX_H__D36E9D40_3BCB_4A85_9D48_AC876E7A2942__INCLUDED_)
 #define AFX_STDAFX_H__D36E9D40_3BCB_4A85_9D48_AC876E7A2942__INCLUDED_

 #if _MSC_VER > 1000
 #pragma once
 #endif // _MSC_VER > 1000

 #include <stdc++.h>//万能头文件，非常好用！我用的是VC6.0，里面没有；
 //因此手动将codeblocks的 stdc++.h 文件导入到 D:\software\Microsoft Visual Studio\VC98\Include 中

 typedef int elementType;
 const int maxn = +;
 using namespace std;

 // TODO: reference additional headers your program requires here

 //{{AFX_INSERT_LOCATION}}
 // Microsoft Visual C++ will insert additional declarations immediately before the previous line.

 #endif // !defined(AFX_STDAFX_H__D36E9D40_3BCB_4A85_9D48_AC876E7A2942__INCLUDED_)

SeqList1.h文件：

// SeqList1.h: interface for the SeqList class.
//
//////////////////////////////////////////////////////////////////////

#if !defined(AFX_SEQLIST1_H__5F69CE41_7D8B_4396_BAAE_F849B1FD54D1__INCLUDED_)
#define AFX_SEQLIST1_H__5F69CE41_7D8B_4396_BAAE_F849B1FD54D1__INCLUDED_

#if _MSC_VER > 1000
#pragma once
#endif // _MSC_VER > 1000

class SeqList
{
public:
    SeqList();
    virtual ~SeqList();
    void printList();
    int Length();
    int locate( elementType value );//返回第一个值对value的位置，没有则返回-1
    bool isEmpty();//判空
    bool isFull();//判满
    bool getElement( int pos, elementType& value );//获取pos位置的值
    bool insertList( int pos, elementType value );//在pos位置前插入value值
    bool insertList_1( elementType value );//在尾部插入value值
    bool deleteListNode( int pos, elementType& value );//按位置删除元素
    bool deleteListNode_1( int value );//按值删除元素
    bool deleteListNode_2( int value );//按值删除所有对应元素
private:
    elementType Arr[maxn];//存放表元素的数组
    size_t listSize;//记录当前顺序表的大小
};

#endif // !defined(AFX_SEQLIST1_H__5F69CE41_7D8B_4396_BAAE_F849B1FD54D1__INCLUDED_)

SeqList1.cpp文件：

 // SeqList1.cpp: implementation of the SeqList class.
 //
 //////////////////////////////////////////////////////////////////////

 #include "stdafx.h"
 #include "SeqList1.h"

 //////////////////////////////////////////////////////////////////////
 // Construction/Destruction
 //////////////////////////////////////////////////////////////////////

 SeqList::SeqList()
 {
     listSize = ;
 }

 SeqList::~SeqList()
 {
     cout << this << " 顺序表已销毁！" << endl;
 }

 void SeqList::printList()
 {
     int column = ;
     for( int i = ; i < listSize; i ++ )
     {
         cout<< setiosflags(ios::left) << setw() << Arr[i] << " ";
         if( ++ column %  ==  )
             cout << endl;
     }
     cout << endl;
 }

 int SeqList::Length()
 {
     return listSize;
 }

 int SeqList::locate( elementType value )
 {
     for( int i = ; i < listSize; i ++ )
         if( Arr[i] == value )
             return i + ;
     return -;
 }

 bool SeqList::isEmpty()
 {
     return listSize == ;
 }

 bool SeqList::isFull()
 {
     return listSize == maxn;
 }

 bool SeqList::insertList( int pos, elementType value )
 {
     if( isFull() )
     {
         cout << "顺序表已满！插入失败！" << endl;
         return false;
     }
     if( pos > listSize )
     {
         cout << "插入位置超过当前顺序表容量！插入失败！" << endl;
         return false;
     }
     if( pos <=  )
     {
         cout << "插入位置必须大于0！插入失败！" << endl;
         return false;
     }
     for( int i = listSize - ; i >= pos - ; i -- )
         Arr[ i +  ] = Arr[i];
     Arr[ pos -  ] = value;
     listSize ++;//一定不能少！
     return true;//一定不能少！
 }

 bool SeqList::insertList_1( elementType value )
 {
     if( isFull() )
     {
         cout << "顺序表已满！插入失败！" << endl;
         return false;
     }
     Arr[ listSize ++ ] = value;
     return true;//一定不能少！
 }

 bool SeqList::deleteListNode( int pos, elementType& value )
 {
     if( isEmpty() )
     {
         cout << "顺序表为空！删除失败！" << endl;
         return false;
     }
     if( pos > listSize )
     {
         cout << "删除位置大于表长！删除失败！" << endl;
         return false;
     }
     value = Arr[ pos -  ];
     for( int i = pos; i < listSize - ; i ++ )
         Arr[ i -  ] = Arr[i];
     listSize --;//一定不能少！
     return true;//一定不能少！
 }

 bool SeqList::deleteListNode_1( int value )
 {
     if( isEmpty() )
     {
         cout << "顺序表为空！删除失败！" << endl;
         return false;
     }
     if( locate(value) == - )
     {
         cout << "表中无此元素！删除失败！" << endl;
         return false;
     }
     int index = locate(value);
     for( int i = index - ; i < listSize; i ++ )
         Arr[i] = Arr[ i +  ];
     listSize --;//一定不能少！否则会出现已失效的位置仍占有先前元素的错误！
     return true;//一定不能少！
     /*精简版如下！
     void delete(int A[],int key,int& n)
     {
         int i,j;
         for(i=0;i<n&&A[i]-key;i++); //查找key值元素
         if(i>=n)
             cout<<"not found"<<endl;
         else
         {
             for(j=i;j<n-1;A[j]=A[j+1],j++);//若找到，将该元素后边的值向前覆盖
             --n;//数组长度减1
         }
     }
     ---------------------
     作者：castle_kao
     来源：CSDN
     原文：https://blog.csdn.net/castle_kao/article/details/53487610?utm_source=copy
     版权声明：本文为博主原创文章，转载请附上博文链接！
     */
 }

 bool SeqList::deleteListNode_2( int value )
 {
     if( isEmpty() )
     {
         cout << "顺序表为空！删除失败！" << endl;
         return false;
     }
     if( locate(value) == - )
     {
         cout << "表中无此元素！删除失败！" << endl;
         return false;
     }
     int cnt = ;
     for( int i = ; i < listSize; i ++ )
         if( Arr[i] == value )
             cnt ++;
     while( cnt -- )
     {
         int pos = locate(value), data;
         deleteListNode( pos, data );
     }
     return true;
 }

SeqList.cpp（测试函数）文件：

 // SeqList.cpp : Defines the entry point for the console application.
 //

 #include "stdafx.h"
 #include "SeqList1.h"

 int main(int argc, char* argv[])
 {
     ios::sync_with_stdio(false);
     freopen( "x1.in", "r", stdin );
     //freopen( "x1.out", "w", stdout );
     //printf( "%d\n", (bool)-1 );
     SeqList L1;
     if( L1.isEmpty() )
     {
         cout << "空表！" << endl;
     }
     int n;
     cin >> n;
     for( int i = ; i < n; i ++ )
     {
         int num;
         cin >> num;
         L1.insertList_1(num);
     }
     cout << "当前表长为：" << L1.Length() << endl;
     L1.printList();
     L1.insertList( , - );
     cout << "当前表长为：" << L1.Length() << endl;
     L1.printList();
     int data;
     L1.deleteListNode( , data );
     cout << "值为 " << data << " 的元素已删除！" << endl;

     L1.deleteListNode_1();
     cout << L1.Length() << endl;
     L1.printList();

     L1.deleteListNode_1();
     cout << "当前表长为：" << L1.Length() << endl;
     L1.printList();

     int delKey = ;
     L1.deleteListNode_2(delKey);
     cout << "所有值为" << delKey << "元素删除后，" << "当前表长为：" << L1.Length() << endl;
     L1.printList();

     SeqList L2;
     if( L2.isEmpty() )
     {
         cout << "空表！" << endl;
     }
     for( int j = ; j < maxn; j ++ )
     {
         L2.insertList_1( j +  );
     }
     if( L2.isFull() )
     {
         cout << "表满！" << endl;
     }
     cout << "当前表长为：" << L2.Length() << endl;
     L2.printList();//改为    L1.printList();  会有意想不到的效果！

     return ;
 }

图17 程序运行演示截图2