清华严蔚敏《数据结构》的全部代码实现C语言.docx

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1、清华严蔚敏数据结构的全部代码实现C语言未来教育 /* c1.h (程序名) */ #include #include #include /* malloc等 */ #include /* INT_MAX等 */ #include /* EOF(=Z或F6),NULL */ #include /* atoi */ #include /* eof */ #include /* floor,ceil,abs */ #include /* exit */ /* 函数结果状态代码 */ #define TRUE 1 #define FALSE 0 #define OK 1 #define ERROR 0

2、 #define INFEASIBLE -1 /* #define OVERFLOW -2 因为在math.h中已定义OVERFLOW的值为3,故去掉此行 */ typedef int Status; /* Status是函数的类型,其值是函数结果状态代码，如OK等 */ typedef int Boolean; /* Boolean是布尔类型,其值是TRUE或FALSE */ 1 /* algo2-1.c 实现算法2.1的程序 */ #includec1.h typedef int ElemType; #includec2-1.h c2-1.h 线性表的动态分配顺序存储结构 */ #defi

3、ne LIST_INIT_SIZE 10 /* 线性表存储空间的初始分配量 */ #define LISTINCREMENT 2 /* 线性表存储空间的分配增量 */ typedef struct ElemType *elem; /* 存储空间基址 */ int length; /* 当前长度 */ int listsize; /* 当前分配的存储容量(以sizeof(ElemType)为单位) */ SqList; #includebo2-1.c /* bo2-1.c 顺序表示的线性表(存储结构由c2-1.h定义)的基本操作(12个) */ Status InitList(SqList *L

4、) /* 算法2.3 */ /* 操作结果：构造一个空的顺序线性表 */ (*L).elem=(ElemType*)malloc(LIST_INIT_SIZE*sizeof(ElemType); if(!(*L).elem) exit(OVERFLOW); /* 存储分配失败 */ (*L).length=0; /* 空表长度为0 */ (*L).listsize=LIST_INIT_SIZE; /* 初始存储容量 */ return OK; Status DestroyList(SqList *L) /* 初始条件：顺序线性表L已存在。操作结果：销毁顺序线性表L */ free(*L).el

5、em); (*L).elem=NULL; (*L).length=0; (*L).listsize=0; return OK; Status ClearList(SqList *L) /* 初始条件：顺序线性表L已存在。操作结果：将L重置为空表 */ (*L).length=0; return OK; 2 Status ListEmpty(SqList L) /* 初始条件：顺序线性表L已存在。操作结果：若L为空表，则返回TRUE，否则返回FALSE */ if(L.length=0) return TRUE; else return FALSE; int ListLength(SqList

6、L) /* 初始条件：顺序线性表L已存在。操作结果：返回L中数据元素个数 */ return L.length; Status GetElem(SqList L,int i,ElemType *e) /* 初始条件：顺序线性表L已存在，1iListLength(L) */ /* 操作结果：用e返回L中第i个数据元素的值 */ if(iL.length) exit(ERROR); *e=*(L.elem+i-1); return OK; int LocateElem(SqList L,ElemType e,Status(*compare)(ElemType,ElemType) /* 初始条件：顺

7、序线性表L已存在，compare是数据元素判定函数(满足为1,否则为0) */ /* 操作结果：返回L中第1个与e满足关系compare的数据元素的位序。 */ /* 若这样的数据元素不存在，则返回值为0。算法2.6 */ ElemType *p; int i=1; /* i的初值为第1个元素的位序 */ p=L.elem; /* p的初值为第1个元素的存储位置 */ while(i=L.length&!compare(*p+,e) +i; if(i=L.length) return i; else return 0; Status PriorElem(SqList L,ElemType cu

8、r_e,ElemType *pre_e) /* 初始条件：顺序线性表L已存在 */ /* 操作结果：若cur_e是L的数据元素，且不是第一个，则用pre_e返回它的前驱， */ 3 /* 否则操作失败，pre_e无定义 */ int i=2; ElemType *p=L.elem+1; while(iL.length) return INFEASIBLE; else *pre_e=*-p; return OK; Status NextElem(SqList L,ElemType cur_e,ElemType *next_e) /* 初始条件：顺序线性表L已存在 */ /* 操作结果：若cur_

9、e是L的数据元素，且不是最后一个，则用next_e返回它的后继， */ /* 否则操作失败，next_e无定义 */ int i=1; ElemType *p=L.elem; while(iL.length&*p!=cur_e) i+; p+; if(i=L.length) return INFEASIBLE; else *next_e=*+p; return OK; Status ListInsert(SqList *L,int i,ElemType e) /* 算法2.4 */ /* 初始条件：顺序线性表L已存在，1iListLength(L)+1 */ /* 操作结果：在L中第i个位置之

10、前插入新的数据元素e，L的长度加1 */ ElemType *newbase,*q,*p; 4 if(i(*L).length+1) /* i值不合法 */ return ERROR; if(*L).length=(*L).listsize) /* 当前存储空间已满,增加分配 */ newbase=(ElemType *)realloc(*L).elem,(*L).listsize+LISTINCREMENT)*sizeof(ElemType); if(!newbase) exit(OVERFLOW); /* 存储分配失败 */ (*L).elem=newbase; /* 新基址 */ (*L

11、).listsize+=LISTINCREMENT; /* 增加存储容量 */ q=(*L).elem+i-1; /* q为插入位置 */ for(p=(*L).elem+(*L).length-1;p=q;-p) /* 插入位置及之后的元素右移 */ *(p+1)=*p; *q=e; /* 插入e */ +(*L).length; /* 表长增1 */ return OK; Status ListDelete(SqList *L,int i,ElemType *e) /* 算法2.5 */ /* 初始条件：顺序线性表L已存在，1iListLength(L) */ /* 操作结果：删除L的第i

12、个数据元素，并用e返回其值，L的长度减1 */ ElemType *p,*q; if(i(*L).length) /* i值不合法 */ return ERROR; p=(*L).elem+i-1; /* p为被删除元素的位置 */ *e=*p; /* 被删除元素的值赋给e */ q=(*L).elem+(*L).length-1; /* 表尾元素的位置 */ for(+p;p=q;+p) /* 被删除元素之后的元素左移 */ *(p-1)=*p; (*L).length-; /* 表长减1 */ return OK; Status ListTraverse(SqList L,void(*vi

13、)(ElemType*) /* 初始条件：顺序线性表L已存在 */ /* 操作结果：依次对L的每个数据元素调用函数vi。一旦vi失败，则操作失败 */ /* vi的形参加&，表明可通过调用vi改变元素的值 */ ElemType *p; int i; p=L.elem; for(i=1;i=L.length;i+) 5 vi(p+); printf(n); return OK; Status equal(ElemType c1,ElemType c2) /* 判断是否相等的函数，Union用到 */ if(c1=c2) return TRUE; else return FALSE; void

14、Union(SqList *La,SqList Lb) /* 算法2.1 */ /* 将所有在线性表Lb中但不在La中的数据元素插入到La中 */ ElemType e; int La_len,Lb_len; int i; La_len=ListLength(*La); /* 求线性表的长度 */ Lb_len=ListLength(Lb); for(i=1;i=Lb_len;i+) GetElem(Lb,i,&e); /* 取Lb中第i个数据元素赋给e */ if(!LocateElem(*La,e,equal) /* La中不存在和e相同的元素,则插入之 */ ListInsert(La,

15、+La_len,e); void print(ElemType *c) printf(%d ,*c); void main SqList La,Lb; Status i; int j; i=InitList(&La); if(i=1) /* 创建空表La成功 */ for(j=1;j=5;j+) /* 在表La中插入5个元素 */ i=ListInsert(&La,j,j); 6 printf(La= ); /* 输出表La的内容 */ ListTraverse(La,print); InitList(&Lb); /* 也可不判断是否创建成功 */ for(j=1;j=5;j+) /* 在表L

16、b中插入5个元素 */ i=ListInsert(&Lb,j,2*j); printf(Lb= ); /* 输出表Lb的内容 */ ListTraverse(Lb,print); Union(&La,Lb); printf(new La= ); /* 输出新表La的内容 */ ListTraverse(La,print); 7 /* algo2-2.c 实现算法2.2的程序 */ #includec1.h typedef int ElemType; #includec2-1.h #includebo2-1.c void MergeList(SqList La,SqList Lb,SqList

17、*Lc) /* 算法2.2 */ /* 已知线性表La和Lb中的数据元素按值非递减排列。 */ /* 归并La和Lb得到新的线性表Lc,Lc的数据元素也按值非递减排列 */ int i=1,j=1,k=0; int La_len,Lb_len; ElemType ai,bj; InitList(Lc); /* 创建空表Lc */ La_len=ListLength(La); Lb_len=ListLength(Lb); while(i=La_len&j=Lb_len) /* 表La和表Lb均非空 */ GetElem(La,i,&ai); GetElem(Lb,j,&bj); if(ai=bj

18、) ListInsert(Lc,+k,ai); +i; else ListInsert(Lc,+k,bj); +j; while(i=La_len) /* 表La非空且表Lb空 */ GetElem(La,i+,&ai); ListInsert(Lc,+k,ai); while(j=Lb_len) /* 表Lb非空且表La空 */ GetElem(Lb,j+,&bj); ListInsert(Lc,+k,bj); 8 void print(ElemType *c) printf(%d ,*c); void main SqList La,Lb,Lc; int j,a4=3,5,8,11,b7=2

19、,6,8,9,11,15,20; InitList(&La); /* 创建空表La */ for(j=1;j=4;j+) /* 在表La中插入4个元素 */ ListInsert(&La,j,aj-1); printf(La= ); /* 输出表La的内容 */ ListTraverse(La,print); InitList(&Lb); /* 创建空表Lb */ for(j=1;j=7;j+) /* 在表Lb中插入7个元素 */ ListInsert(&Lb,j,bj-1); printf(Lb= ); /* 输出表Lb的内容 */ ListTraverse(Lb,print); Merge

20、List(La,Lb,&Lc); printf(Lc= ); /* 输出表Lc的内容 */ ListTraverse(Lc,print); /* algo2-3.c 实现算法2.7的程序 */ #includec1.h typedef int ElemType; #includec2-1.h #includebo2-1.c void MergeList(SqList La,SqList Lb,SqList *Lc) /* 算法2.7 */ /* 已知顺序线性表La和Lb的元素按值非递减排列。 */ /* 归并La和Lb得到新的顺序线性表Lc,Lc的元素也按值非递减排列 */ ElemType

21、*pa,*pa_last,*pb,*pb_last,*pc; pa=La.elem; pb=Lb.elem; (*Lc).listsize=(*Lc).length=La.length+Lb.length;/*不用InitList创建空表Lc */ pc=(*Lc).elem=(ElemType *)malloc(*Lc).listsize*sizeof(ElemType); if(!(*Lc).elem) /* 存储分配失败 */ exit(OVERFLOW); 9 pa_last=La.elem+La.length-1; pb_last=Lb.elem+Lb.length-1; while

22、(pa=pa_last&pb=pb_last) /* 表La和表Lb均非空 */ /* 归并 */ if(*pa=*pb) *pc+=*pa+; else *pc+=*pb+; while(pa=pa_last) /* 表La非空且表Lb空 */ *pc+=*pa+; /* 插入La的剩余元素 */ while(pb=pb_last) /* 表Lb非空且表La空 */ *pc+=*pb+; /* 插入Lb的剩余元素 */ void print(ElemType *c) printf(%d ,*c); void main SqList La,Lb,Lc; int j; InitList(&La)

23、; /* 创建空表La */ for(j=1;j=5;j+) /* 在表La中插入5个元素 */ ListInsert(&La,j,j); printf(La= ); /* 输出表La的内容 */ ListTraverse(La,print); InitList(&Lb); /* 创建空表Lb */ for(j=1;j=5;j+) /* 在表Lb中插入5个元素 */ ListInsert(&Lb,j,2*j); printf(Lb= ); /* 输出表Lb的内容 */ ListTraverse(Lb,print); MergeList(La,Lb,&Lc); printf(Lc= ); /*

24、输出表Lc的内容 */ ListTraverse(Lc,print); /* algo2-4.c 修改算法2.7的第一个循环语句中的条件语句为开关语句，且当 */ /* *pa=*pb时，只将两者中之一插入Lc。此操作的结果和算法2.1相同 */ 10 #includec1.h typedef int ElemType; #includec2-1.h #includebo2-1.c int comp(ElemType c1,ElemType c2) int i; if(c1c2) i=1; else if(c1=c2) i=0; else i=-1; return i; void MergeL

25、ist(SqList La,SqList Lb,SqList *Lc) /* 另一种合并线性表的方法 ElemType *pa,*pa_last,*pb,*pb_last,*pc; pa=La.elem; pb=Lb.elem; (*Lc).listsize=La.length+Lb.length; /* 此句与算法2.7不同 */ pc=(*Lc).elem=(ElemType *)malloc(*Lc).listsize*sizeof(ElemType); if(!(*Lc).elem) exit(OVERFLOW); pa_last=La.elem+La.length-1; pb_las

26、t=Lb.elem+Lb.length-1; while(pa=pa_last&pb=pb_last) /* 表La和表Lb均非空 */ switch(comp(*pa,*pb) /* 此句与算法2.7不同 */ case 0: pb+; case 1: *pc+=*pa+; break; case -1: *pc+=*pb+; while(pa=pa_last) /* 表La非空且表Lb空 */ *pc+=*pa+; while(pb=pb_last) /* 表Lb非空且表La空 */ *pc+=*pb+; (*Lc).length=pc-(*Lc).elem; /* 加此句 */ */ 1

27、1 void print(ElemType *c) printf(%d ,*c); void main SqList La,Lb,Lc; int j; InitList(&La); /* 创建空表La */ for(j=1;j=5;j+) /* 在表La中插入5个元素 */ ListInsert(&La,j,j); printf(La= ); /* 输出表La的内容 */ ListTraverse(La,print); InitList(&Lb); /* 创建空表Lb */ for(j=1;jnext=NULL; /* 指针域为空 */ return OK; Status DestroyLis

28、t(LinkList *L) /* 初始条件：线性表L已存在。操作结果：销毁线性表L */ LinkList q; while(*L) q=(*L)-next; free(*L); *L=q; return OK; Status ClearList(LinkList L) /* 不改变L */ /* 初始条件：线性表L已存在。操作结果：将L重置为空表 */ LinkList p,q; p=L-next; /* p指向第一个结点 */ while(p) /* 没到表尾 */ 13 q=p-next; free(p); p=q; L-next=NULL; /* 头结点指针域为空 */ return

29、 OK; Status ListEmpty(LinkList L) /* 初始条件：线性表L已存在。操作结果：若L为空表，则返回TRUE，否则返回FALSE */ if(L-next) /* 非空 */ return FALSE; else return TRUE; int ListLength(LinkList L) /* 初始条件：线性表L已存在。操作结果：返回L中数据元素个数 */ int i=0; LinkList p=L-next; /* p指向第一个结点 */ while(p) /* 没到表尾 */ i+; p=p-next; return i; Status GetElem(Li

30、nkList L,int i,ElemType *e) /* 算法2.8 */ /* L为带头结点的单链表的头指针。当第i个元素存在时,其值赋给e并返回OK,否则返回ERROR */ int j=1; /* j为计数器 */ LinkList p=L-next; /* p指向第一个结点 */ while(p&jnext; j+; if(!p|ji) /* 第i个元素不存在 */ return ERROR; *e=p-data; /* 取第i个元素 */ 14 return OK; int LocateElem(LinkList L,ElemType e,Status(*compare)(Ele

31、mType,ElemType) /* 初始条件: 线性表L已存在,compare是数据元素判定函数(满足为1,否则为0) */ /* 操作结果: 返回L中第1个与e满足关系compare的数据元素的位序。 */ /* 若这样的数据元素不存在,则返回值为0 */ int i=0; LinkList p=L-next; while(p) i+; if(compare(p-data,e) /* 找到这样的数据元素 */ return i; p=p-next; return 0; Status PriorElem(LinkList L,ElemType cur_e,ElemType *pre_e) /

32、* 初始条件: 线性表L已存在 */ /* 操作结果: 若cur_e是L的数据元素,且不是第一个,则用pre_e返回它的前驱, */ /* 返回OK;否则操作失败,pre_e无定义,返回INFEASIBLE */ LinkList q,p=L-next; /* p指向第一个结点 */ while(p-next) /* p所指结点有后继 */ q=p-next; /* q为p的后继 */ if(q-data=cur_e) *pre_e=p-data; return OK; p=q; /* p向后移 */ return INFEASIBLE; Status NextElem(LinkList L,

33、ElemType cur_e,ElemType *next_e) /* 初始条件：线性表L已存在 */ /* 操作结果：若cur_e是L的数据元素，且不是最后一个，则用next_e返回它的后继， */ /* 返回OK;否则操作失败，next_e无定义，返回INFEASIBLE */ 15 LinkList p=L-next; /* p指向第一个结点 */ while(p-next) /* p所指结点有后继 */ if(p-data=cur_e) *next_e=p-next-data; return OK; p=p-next; return INFEASIBLE; Status ListIns

34、ert(LinkList L,int i,ElemType e) /* 算法2.9。不改变L */ /* 在带头结点的单链线性表L中第i个位置之前插入元素e */ int j=0; LinkList p=L,s; while(p&jnext; j+; if(!p|ji-1) /* i小于1或者大于表长 */ return ERROR; s=(LinkList)malloc(sizeof(struct LNode); /* 生成新结点 */ s-data=e; /* 插入L中 */ s-next=p-next; p-next=s; return OK; Status ListDelete(Lin

35、kList L,int i,ElemType *e) /* 算法2.10。不改变L */ /* 在带头结点的单链线性表L中，删除第i个元素,并由e返回其值 */ int j=0; LinkList p=L,q; while(p-next&jnext; j+; if(!p-next|ji-1) /* 删除位置不合理 */ return ERROR; 16 q=p-next; /* 删除并释放结点 */ p-next=q-next; *e=q-data; free(q); return OK; Status ListTraverse(LinkList L,void(*vi)(ElemType) /

36、* vi的形参类型为ElemType，与bo2-1.c中相应函数的形参类型ElemType&不同 */ /* 初始条件：线性表L已存在 */ /* 操作结果:依次对L的每个数据元素调用函数vi。一旦vi失败,则操作失败 */ LinkList p=L-next; while(p) vi(p-data); p=p-next; printf(n); return OK; void CreateList(LinkList *L,int n) /* 算法2.11 */ /* 逆位序(插在表头)输入n个元素的值，建立带表头结构的单链线性表L */ int i; LinkList p; *L=(LinkL

37、ist)malloc(sizeof(struct LNode); (*L)-next=NULL; /* 先建立一个带头结点的单链表 */ printf(请输入%d个数据n,n); for(i=n;i0;-i) p=(LinkList)malloc(sizeof(struct LNode); /* 生成新结点 */ scanf(%d,&p-data); /* 输入元素值 */ p-next=(*L)-next; /* 插入到表头 */ (*L)-next=p; void CreateList2(LinkList *L,int n) /* 正位序(插在表尾)输入n个元素的值，建立带表头结构的单链线性表 */ int i; LinkList p,q; *L=(LinkList)malloc(sizeof(struct LNode); /* 生成头结点 */ 17 (*L)-next=NULL; q=*L; printf(请输入%d个数据n,n); f