本文介绍了通过编程实现顺序表和单链表的基本操作，包括初始化、插入、删除等，并解决了约瑟夫环问题。代码示例使用 C/C++ 实现。
实现顺序表各种基本操作
实验要求
编写程序实现顺序表的各种基本运算，并在此基础上设计一个主程序完成如下功能：
（1）初始化顺序表L；
（2）依次在L尾部插入元素-1,21,13,24,8；
（3）输出顺序表L;
（4）输出顺序表L长度；
（5）判断顺序表L是否为空；
（6）输出顺序表L的第3个元素；
（7）输出元素24的位置；
（8）在L的第4个元素前插入元素0；
（9）输出顺序表L;
（10）删除L的第5个元素；
（11）输出顺序表L。
程序代码
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <algorithm>
using namespace std;
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define OK 1
#define ERROR 0
#define INFEASIBLE -1
#define OVERFLOW -2
#define LIST_INIT_SIZE 100
#define LISTINCREMENT 10
typedef int ElemType;
typedef int Status;
typedef int Boolean;
const int l = 40;
typedef struct{
ElemType * elem;
int length;
int listsize;
}SqList,*pSqList;
Status compare(ElemType a, ElemType b)
{
if(a<b) return TRUE;
else return FALSE;
}
Status InitList_Sq(pSqList L)
{
L->elem = (ElemType *) malloc(LIST_INIT_SIZE *sizeof(ElemType));
if(!L->elem) exit(OVERFLOW);
L->length = 0;
L->listsize = LIST_INIT_SIZE;
return OK;
}
Status ListInsert_Sq(pSqList L, int i, ElemType e)
{
if(i<1 || i>L->length+1) return ERROR;
if(L->length >= L->listsize){
ElemType * newbase = (ElemType *) realloc(L->elem,(L->listsize+LISTINCREMENT) * sizeof(ElemType));
if(!newbase) exit(OVERFLOW);
L->elem = newbase;
L->listsize +=LISTINCREMENT;
}
ElemType * q = &(L->elem[i-1]);
for(ElemType * p = &(L->elem[L->length-1]);p>=q;--p) *(p+1) = *p;
*q = e;
++L->length;
return OK;
}
Status ListDelete_Sq(pSqList L, int i, ElemType * e)
{
if((i<1) || (i> L->length)) return ERROR;
ElemType * p = &(L->elem[i-1]);
*e = *p;
ElemType *q = L->elem + L->length - 1;
for(++p; p<=q; ++p) *(p-1) = *p;
--L->length;
return OK;
}
Status LocateElem_Sq(pSqList L, ElemType e)
{
int i = 1;
ElemType * p = L->elem;
while(i<= L->length && *p++ != e)++i;
if(i<=L->length) return i;
else return 0;
}
Status ListTreverse_Sq( pSqList L)
{
ElemType * p = L->elem;
ElemType * q = L->elem + L->length -1;
bool first = true;
for(;p<=q;++p){
if(first){printf("%d",*p); first = false;}
else printf(" %d",*p);
}
printf("\n");
return OK;
}
Status ListIsEmpty_Sq(pSqList L)
{
if(L->length == 0) return TRUE;
else return FALSE;
}
Status ListLocatePrint_Sq(pSqList L, int i)
{
if(i<1 || i>=L->length+1) return ERROR;
else
printf("The %d number is %d\n",i,*(L->elem+(i-1)));
return OK;
}
Status Paint()
{
printf("|"); printf(" The Experiment Of LinkList ") ;printf("|\n");
printf("|"); printf(" Sequential LinkList ") ;printf("|\n");
printf("|"); printf(" Author: Luo Peng Fei ") ;printf("|\n");
printf("|"); printf(" Date:2017/3/29 ") ;printf("|\n");
return OK;
}
int main()
{
Paint();
SqList L;
InitList_Sq(&L);
int n,pos,temp;
printf("|"); printf(" 请输入数字的数量 ") ;printf("|\n");
scanf("%d",&n);
printf("|"); printf(" 请依次输入%d个数字 ",n) ;printf("|\n");
for(int i = 0; i<n; ++i){
int t; scanf("%d",&t);
ListInsert_Sq(&L,L.length+1,t);
}
printf("|"); printf(" 当前链表的内容是 ") ;printf("|\n");
ListTreverse_Sq(&L);
printf("当前链表%s\n",ListIsEmpty_Sq(&L)?"空":"不空");
printf("|"); printf(" 当前链表的长度是%d ",L.length) ;printf("|\n");
printf("|"); printf(" 您想查询当前链表哪个位置的元素 ") ;printf("|\n");
scanf("%d",&n);
if(!ListLocatePrint_Sq(&L,n)) printf("抱歉位置错误\n");
printf("|"); printf(" 请输入您想要查询位置的元素值 ") ;printf("|\n");
scanf("%d",&n);
pos = LocateElem_Sq(&L,n);
printf("|"); printf(" %d在链表中的位置是%d ",n,pos) ;printf("|\n");
printf("|"); printf(" 请分别输入要插入元素的值和位置 ") ;printf("|\n");
scanf("%d%d",&pos,&n);
ListInsert_Sq(&L,pos,n);
printf("|"); printf(" 当前链表的内容是 ") ;printf("|\n");
ListTreverse_Sq(&L);
printf("|"); printf(" 请输入删除元素的位置 ") ;printf("|\n");
scanf("%d",&n);
if(!ListDelete_Sq(&L,n,&temp)) printf("抱歉位置错误！\n");
printf("|"); printf(" 当前链表的内容是 ") ;printf("|\n");
ListTreverse_Sq(&L);
return 0;
}
运行结果
实现单链表各种基本操作
实验要求
编写程序实现单链表的各种基本运算，并在此基础上设计一个主程序完成如下功能：
（1）初始化单链表h；
（2）依次采用头插法插入元素-1,21,13,24,8；
（3）输出单链表h;
（4）输出单链表h长度；
（5）判断单链表h是否为空；
（6）输出单链表h的第3个元素；
（7）输出元素24的位置；
（8）在h的第4个元素前插入元素0；
（9）输出单链表h;
（10）删除h的第5个元素；
（11）输出单链表h。
程序代码
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <algorithm>
using namespace std;
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define OK 1
#define ERROR 0
#define INFEASIBLE -1
#define OVERFLOW -2
#define LIST_INIT_SIZE 100
#define LISTINCREMENT 10
typedef int ElemType;
typedef int Status;
typedef int Boolean;
typedef struct LNode{
ElemType data;
struct LNode * next;
}LNode, *LinkList;
const int l = 40;
Status ListIsEmpty_L(LinkList L)
{
if(L->next == NULL) return FALSE;
else return TRUE;
}
Status GetElem_L(LinkList L, int i, ElemType *e)
{
LinkList p = L->next; int j = 1;
while(p && j<i){
p = p->next; ++j;
}
if(!p || j>i) return ERROR;
*e = p->data;
return OK;
}
Status ListInsert_L( LinkList L, int i, ElemType e)
{
LinkList p = L; int j = 0;
while(p && j<i-1){
p = p->next; ++j;
}
if(!p || j>i-1) return ERROR;
LinkList s= (LinkList) malloc(sizeof(LNode));
s->data = e;
s->next = p->next;
p->next = s;
return OK;
}
Status ListDelete_L(LinkList L, int i, ElemType * e)
{
LinkList p = L; int j = 0;
while(p->next && j< i-1){
p = p->next; ++j;
}
if(!(p->next) || j>i-1) return ERROR;
LinkList q = p->next;
p->next = q->next;
*e = q->data;
free(q);
return OK;
}
void CreatList_L(LinkList &L , int n)
{
L = (LinkList) malloc(sizeof(LNode));
L->next = NULL;
for(int i = 0; i<n; ++i){
LinkList p = (LinkList) malloc(sizeof(LNode));
int t;
scanf("%d",&t);
p->data = t;
p->next = L->next;
L->next = p;
}
}
Status ListTreverse_L(LinkList L)
{
if(L->next == NULL) return ERROR;
else{
LinkList p = L->next;
bool first = true;
while(p){
if(first){
printf("%d",p->data);
first = false;
}else{
printf(" %d",p->data);
}
p = p->next;
}
printf("\n");
}
return OK;
}
Status ListLenth(LinkList L,int * length )
{
if(!L->next) *length = 0;
else{
LinkList p = L->next; int j = 0;
while(p){
j++;
p = p->next;
}
* length = j;
}
return OK;
}
Status ListLocate(LinkList L, int n,int *e)
{
if(!L->next) *e = 0;
else{
LinkList p = L->next;
int j = 1;
while(p->data != n){
p = p->next;
++j;
}
int lenth = ListLenth(L,&lenth);
if(j>=lenth && !p) return ERROR;
*e = j;
}
return OK;
}
Status Paint()
{
printf("|"); printf(" The Experiment Of LinkList ") ;printf("|\n");
printf("|"); printf(" Pointer LinkList ") ;printf("|\n");
printf("|"); printf(" Author: Luo Peng Fei ") ;printf("|\n");
printf("|"); printf(" Date:2017/3/29 ") ;printf("|\n");
return OK;
}
int main()
{
Paint();
LinkList L = NULL ;
int n,length,temp,pos;
printf("|"); printf(" 请输入数字的数量 ") ;printf("|\n");
scanf("%d",&n);
printf("|"); printf(" 请依次输入%d个数字 ",n) ;printf("|\n");
CreatList_L(L,n);
printf("|"); printf(" 当前链表的内容是 ") ;printf("|\n");
ListTreverse_L(L);
printf("当前链表%s\n",ListIsEmpty_L(L)?"不空":"空");
ListLenth(L,&length);
printf("|"); printf(" 当前链表的长度是%d ",length) ;printf("|\n");
printf("|"); printf(" 您想查询当前链表哪个位置的元素 ") ;printf("|\n");
scanf("%d",&n);
if(!GetElem_L(L,n,&temp)) printf("抱歉位置错误\n");
else {printf("|"); printf(" %d在链表中的位置是%d ",temp,n) ;printf("|\n");}
printf("|"); printf(" 请输入您想要查询位置的元素值 ") ;printf("|\n");
scanf("%d",&n);
if(!ListLocate(L,n,&pos)) printf("抱歉位置错误\n");
else {printf("|"); printf(" %d在链表中的位置是%d ",n,pos) ;printf("|\n");}
printf("|"); printf(" 请分别输入要插入元素的值和位置 ") ;printf("|\n");
scanf("%d%d",&n,&pos);
ListInsert_L(L,pos,n);
printf("|"); printf(" 当前链表的内容是 ") ;printf("|\n");
ListTreverse_L(L);
printf("|"); printf(" 请输入删除元素的位置 ") ;printf("|\n");
scanf("%d",&temp);
if(!ListDelete_L(L,5,&temp)) printf("抱歉位置错误\n");
printf("|"); printf(" 当前链表的内容是 ") ;printf("|\n");
ListTreverse_L(L);
return 0;
}运行结果
约瑟夫环问题
实验要求
问题描述
编号为1,2，…，n的n个人按顺时针方向围坐一圈，每人持有一个密码（正整数）。一开始任选一个正整数作为报数上限值m，从第一个人开始按顺时针方向自1开始顺序报数，报到m时停止报数。报m的人出列，将他的密码作为新的m值，从他在顺时针方向上的下一个人开始重新从1报数，如此下去，直至所有人全部出列为止。试设计一个程序求出出列顺序。
基本要求
选择单向循环链表作为存储结构模拟整个进程，按照出列的顺序输出各人的编号。
测试数据
m的初值为20；n=7,7个人的密码依次为：3，1，7，2，4，8，4。
程序代码
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <algorithm>
using namespace std;
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define OK 1
#define ERROR 0
#define INFEASIBLE -1
#define OVERFLOW -2
#define LIST_INIT_SIZE 100
#define LISTINCREMENT 10
typedef int ElemType;
typedef int Status;
typedef int Boolean;
typedef struct LNode{
ElemType data;
struct LNode * next;
}LNode, *LinkList;
int code[1000] = {};
LinkList head;
Status ListIsEmpty_L(LinkList L)
{
if(L->next == NULL) return FALSE;
else return TRUE;
}
Status GetElem_L(LinkList L, int i, ElemType *e)
{
LinkList p = L->next; int j = 1;
while(p && j<i){
p = p->next; ++j;
}
if(!p || j>i) return ERROR;
*e = p->data;
return OK;
}
Status ListInsert_L( LinkList L, int i, ElemType e)
{
LinkList p = L; int j = 0;
while(p && j<i-1){
p = p->next; ++j;
}
if(!p || j>i-1) return ERROR;
LinkList s= (LinkList) malloc(sizeof(LNode));
s->data = e;
s->next = p->next;
p->next = s;
return OK;
}
Status ListDelete_L(LinkList L, int i, ElemType * e)
{
LinkList p = L; int j = 0;
while(p->next && j< i-1){
p = p->next; ++j;
}
if(!(p->next) || j>i-1) return ERROR;
LinkList q = p->next;
p->next = q->next;
*e = q->data;
free(q);
return OK;
}
void CreatList_L(LinkList &L , int n)
{
L = (LinkList) malloc(sizeof(LNode));
L->next = NULL;int num = n;
for(int i = 0; i<n; ++i){
LinkList p = (LinkList) malloc(sizeof(LNode));
p->data = num--;
p->next = L->next;
L->next = p;
if(!i) head = p;
}
head->next = L->next;
}
Status ListTreverse_L(LinkList L)
{
if(L->next == NULL) return ERROR;
else{
LinkList p = L->next;
bool first = true;
while(p){
if(first){
printf("%d",p->data);
first = false;
}else{
printf(" %d",p->data);
}
p = p->next;
}
printf("\n");
}
return OK;
}
Status ListLenth(LinkList L,int * length )
{
if(!L->next) *length = 0;
else{
LinkList p = L->next; int j = 0;
while(p){
j++;
p = p->next;
}
* length = j;
}
return OK;
}
Status ListLocate(LinkList L, int n,int *e)
{
if(!L->next) *e = 0;
else{
LinkList p = L->next;
int j = 1;
while(p->data != n){
p = p->next;
++j;
}
*e = j;
}
return OK;
}
Status Joseph(LinkList L,int n,int num)
{
LinkList sta = L->next;
LinkList ft;
int cnt = 0 ; num = num-1;
while(cnt != n){
while(num--){
ft = sta;
sta = sta->next;
}
printf("%d ",sta->data);
cnt++;
num = code[sta->data-1];
ft->next = sta->next;
}
return OK;
}
int main()
{
LinkList L;
int n,m;
printf("请输入总共有几个人:\n");
scanf("%d",&n);
printf("请输入初始密码值：\n");
scanf("%d",&m);
printf("请依次输入1-%d号手中的密码值：\n",n);
for(int i = 0; i<n;++i) scanf("%d",&code[i]);
CreatList_L(L,n);
printf("%d个人的出队顺序依次为：\n",n);
Joseph(L,n,m);
return 0;
}
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