源代码--数据结构与算法(Python版)chap6 线性表

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数据结构Python语言描述 线性表

数据结构Python语言描述 线性表
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2.1 线性表简介
一种典型的线性表的逻辑结构。
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2.1 线性表简介
线性表中的元素之间也可以存在某种关系。如数字 1 ~ 20 里 所有奇数的排列,可用如下线性表的形式来表示。 {1,3,5,7,9,11,13,15,17,19} 此时,表内元素的值是按照递增顺序来排列的,通常我们称 这种类型的线性表为有序线性表(简称有序表),即该表中 元素按某种顺序进行排列。从严格意义上来讲,仅当线性表 中所有元素以递增或递减的顺序排列(允许表中存在相同的 元素),我们才称其为有序表;否则,我们均称其为无序表, 元素之间既无递增也无递减关系,示例如下。 {1,13,5,74,9,11,13,15,17,195}
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算法2-2 创建顺序表函数
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 ##################################### #创建顺序表函数 ##################################### def CreateSequenceList(self): print("*************************************************") print("*请输入数据后按回车键确认,若想结束请输入“#”。*") print("*************************************************") Element=input("请输入元素:") while Element!='#': self.SeqList.append(int(Element)) Element=input("请输入元素:")

数据结构与算法(Python版)《数据结构》参考答案(A卷)

数据结构与算法(Python版)《数据结构》参考答案(A卷)

数据结构与算法(Python版)《数据结构》参考答案(A卷)数据结构与算法是计算机科学中非常重要的基础知识,它们在软件开辟中起着至关重要的作用。

在Python编程语言中,数据结构与算法同样扮演着重要的角色。

本文将介绍数据结构与算法在Python中的应用,匡助读者更好地理解和运用这些知识。

一、数据结构1.1 列表(List)Python中最常用的数据结构之一是列表,它可以存储任意类型的数据,并且支持增删改查等操作。

1.2 字典(Dictionary)字典是另一个常用的数据结构,它以键值对的形式存储数据,可以快速查找和修改数据。

1.3 集合(Set)集合是一种无序且不重复的数据结构,可以进行交集、并集、差集等操作,非常适合处理数学运算。

二、算法2.1 排序算法Python中有多种排序算法可供选择,如冒泡排序、快速排序、归并排序等,每种算法都有其适合的场景和特点。

2.2 查找算法查找算法用于在数据集中查找指定的元素,常见的查找算法有线性查找、二分查找等,可以提高查找效率。

2.3 图算法图算法是一类特殊的算法,用于解决图结构中的问题,如最短路径、最小生成树等,在网络分析和路由规划中有广泛应用。

三、应用实例3.1 数据处理数据结构与算法在数据处理中有着重要的应用,可以匡助我们高效地处理大量数据,如数据清洗、分析和建模等。

3.2 网络编程在网络编程中,我们时常需要使用数据结构与算法来处理网络数据包、路由信息等,确保网络通信的稳定和高效。

3.3 人工智能在人工智能领域,数据结构与算法也扮演着重要的角色,如机器学习算法中的数据预处理、特征选择等。

四、优化技巧4.1 空间复杂度优化在编写代码时,我们应该尽量减少空间复杂度,避免不必要的内存占用,提高程序的运行效率。

4.2 时间复杂度优化算法的时间复杂度直接影响程序的运行速度,我们可以通过选择合适的算法和数据结构来优化时间复杂度。

4.3 算法优化技巧除了选择合适的数据结构和算法外,我们还可以通过优化代码逻辑、减少循环嵌套等方式来提高程序的性能。

线性表源代码

线性表源代码

#include<string.h>#include<malloc.h>#include<stdlib.h>#include<stdio.h>#define maxsize 100typedef struct Student{char sno[5],sname[8];}Student;typedef struct{int last;studdent data[maxsize];}seqlist;void displayall(seqlist*L) {int i,n;i=0;n=L->data[i].sno;printf("\n\n\nno\t\tname:"); while(i<=n);{printf("\n%s",L->date[i].sno); printf("\t\t");printf(printf("\t\t");i++;}void display(SeqList*L,inti) {printf("\n\n\nno\t\tname:"); printf("\n%s",L->date[i].sno); printf("\t\t");printf(printf("\t\t");}Student *inputedate(){Student s1,*s=&s1;char sno[5];printf("\n");printf("no:");scanf("%s",sno);if(sno[0]=='*')return NULL;strcpy(s->sno,sno);if(strenlen(sno)>4)s->sno[4]='\o';printf("name:");scanf("%s,d->sname));if(strilen(s->sname)>8)s->sname[7]='\0';printf("score:");return s;}SeqList * initSeq(void){SeqList LL,*LL1=&LL;Student *s;LL1->last=-1;printf("\n请输入学生成绩,当学号no为\"#\"时结束\n\n");while(1){s=inputdata( );if(!s)break;LL1->last=LL1->last+1;LL1->data[LL1->last]=*s;}return LL1;}int insertElem(SeqList * L,int i){int j,k;Student * s;k=L->last;if(L->last==MAXSIZE-1){printf("\n------overflow------\n");return 0;}if((i<1)||(i>L->last +2)){printf("\n--the insert place is eroor!!!--\n");return 0;}for(j=k;j>=i-1;j--)L->data[j+1]=L->data[j];s=inputdata();L->last=L->last +1;L->data[i-1]=*s;return 1;}int delectElem(seqlist*L,int i){int j;if(i<1||i>L->last+1){printf("不存在第%d个元素",i);return 0;}for(j=1;j<=L->last;j++)L->data[j-1]=L->data[j];L->last=L->last-1;retun 1;}void locateElem(SeqList *L,char ch[5]){int i;for(i=0;i<=L->last;i++)if(strcmp(L->data[i].son,ch)==0){display(L,i);break;}}void locateElemByplace(SeqList *L,int j){display(L,j-1);}int lengthList(SeqList *L){return L->last+1;}void insertSortl(SeqList *L){SeqList *L1=(SeqList *)malloc(sizeof(SeqList));Student temp;int len,i,j;len=L->last;for(i=0;i<=len;i++){L1->data[i]=L->data[i];}L1->last=L->last;for(i=1;i<len;i++){if(L1->data[i].score>L1->data[i-1].score){temp.score=L1->data[i].score;strcpy(temp.sno,L1->data[i].score);strcpy(temp.sname,L1->data[i].sname);L1-<data[i]=L1->data[i-1];for(j=i-2;(temp.score>L1->data[j].score)&&(j>=0);j--){L1->data[j+1]=L1->data[j];}L1->data[j+1].score=temp.score;strcpy(L1->data[j+1].sno,temp.sno);strcpy(L1->data[j+1].sname,temp.sname);}}printf("\n\n\t\t排序后的成绩如下:\n\n");displayAll(L1);}void main (){printf("*****************************************************************************\n\n"); printf(" 顺序表的计科班学生的学号管理系统\n");printf("$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$\n\n"); Seqlist*L;char ch[5];int i,res,chose,b=1;while(b){printf("\n\n");printf("[1]创建[2]插入[3]删除[4]按值查找\n");printf("[5]读取指定序号的值[6]显示全部学生信息[7]退出\n"); printf("\n请输入功能选项\n");printf("please input the number between 0 and 7\n");scanf("d%",&chose);while(chose<1||chose>7)scanf("notic! what you input is wrong");switch(chose){case:1:L=InitSeq();Displayall(L);break;case:2:printf("输入与在哪个位置插入数据\n");scanf("%d"&i);res=insertElem(L,i);if(res==1) displayall(L);break;case:3:printf("输入与删除学生信息的位置");scanf("%d"&i);res=deleteElem(L,i);if(res==1) displayall(L);break;case:4:printf("输入欲查找的学生的学号");scanf("%s",&ch);printf("\n****查找的信息如下:\n");locateElem(l,ch);break;case:5;printf("\n输入欲查找的学生的位置序号");scanf("%d",&i);printf("\n查找的学生信息如下");locateElem(L,i);break;case:6:displayall(L);;break;case:7:printf("the program is exit now");b=0;break;}}。

数据结构与算法实验源代码

数据结构与算法实验源代码

数据结构与算法实验源代码数据结构与算法实验源代码1.实验目的本实验旨在通过实践,加深对数据结构与算法的理解与应用能力,掌握数据结构和算法的基本概念与原理,并能够运用所学知识解决实际问题。

2.实验材料●一台已安装好编译器的计算机●数据结构与算法实验源代码文件3.实验环境配置在实验开始之前,必须确保计算机上已安装好以下环境:●编译器(可以是C++、Java等)●数据结构与算法实验源代码文件4.实验内容及步骤4.1 实验一:线性表4.1.1 实验目的通过实现线性表的相关操作,加深对线性表及其操作的理解,并能够灵活应用。

4.1.2 实验步骤1.实现线性表的初始化函数2.实现线性表的插入操作3.实现线性表的删除操作4.实现线性表的查找操作5.实现线性表的排序操作6.实现线性表的输出操作7.编写测试代码,对线性表进行测试4.1.3 实验结果与分析进行若干测试用例,验证线性表的正确性,并分析算法的时间复杂度与空间复杂度。

4.2 实验二:栈与队列4.2.1 实验目的通过实现栈与队列的相关操作,加深对栈与队列的理解,并掌握栈与队列的应用场景。

4.2.2 实验步骤1.实现栈的初始化函数2.实现栈的入栈操作3.实现栈的出栈操作4.实现栈的查看栈顶元素操作5.实现队列的初始化函数6.实现队列的入队操作7.实现队列的出队操作8.实现队列的查看队首元素操作4.2.3 实验结果与分析进行若干测试用例,验证栈与队列的正确性,并分析算法的时间复杂度与空间复杂度。

(继续添加实验内容及步骤,具体根据实验项目和教学要求进行详细分析)5.实验附件本文档所涉及的实验源代码文件作为附件随文档提供。

6.法律名词及注释6.1 版权:著作权法所规定的权利,保护作品的完整性和原创性。

6.2 开源:指软件可以被任何人免费使用、分发和修改的一种软件授权模式。

(继续添加法律名词及注释)。

Python中的数据结构和算法详解

Python中的数据结构和算法详解

Python中的数据结构和算法详解Python是一门功能强大的编程语言,在数据科学、机器学习及人工智能等领域广泛应用。

在Python中,数据结构和算法是处理数据的重要部分。

本文将详细介绍Python中的数据结构和算法,包括列表、元组、集合、字典和排序、搜索、递归、贪心算法等基本算法。

一、列表列表是一种最常用的数据结构,Python中的列表可以包含不同类型的元素,可以通过索引和切片访问元素,还可以使用内置函数和方法扩展、删除和排序列表。

下面是一个Python中创建和操作列表的示例代码:```python# 创建列表list1 = [1, 2, 3, 4, 5]list2 = ['a', 'b', 'c', 'd', 'e']# 访问列表中的元素print(list1[0])print(list2[2])print(list1[1:4])# 扩展列表list1.append(6)list2.insert(0, 'f')print(list1)print(list2)# 删除列表中的元素list1.remove(3)del list2[2]print(list1)print(list2)# 排序列表list3 = [4, 2, 1, 5, 3]list3.sort()print(list3)```二、元组元组是Python中的另一种数据结构,类似于列表,但是元组是不可修改的,一旦创建后就不能修改。

元组可以存储不同类型的数据,可以作为函数的返回值。

下面是一个Python中创建和操作元组的示例代码:# 创建元组tuple1 = (1, 2, 3, 4, 5)tuple2 = ('a', 'b', 'c', 'd', 'e')# 访问元组中的元素print(tuple1[0])print(tuple2[2])print(tuple1[1:4])# 元组作为函数返回值def square_cube(num):return num**2, num**3result = square_cube(3)print(result)```三、集合集合是Python中的一种数学对象,它可以存储不同类型的元素,且每个元素各不相同。

源代码--数据结构与算法(Python版)第9章 查找

源代码--数据结构与算法(Python版)第9章  查找

第9章查找 (2)9.2基于线性表查找 (2)9.2.1 顺序查找 (2)9.2.2 二分查找 (2)9.2.3分块查找 (3)9.3二叉查找树 (4)哈希表 (7)9.6 Python 语言提供的查找算法 (8)9.7 实例 (9)9.7.1 最大值或最小值 (9)9.7.2 二分法查找递归实现 (10)第9章查找9.2基于线性表查找基于线性表的查找方法大致可分为顺序查找、折半查找与分块查找等几种类型。

9.2.1 顺序查找def sequential_search(lis, item):pos=0found = Falsewhile pos < len(lis) and not found:if lis[pos] == item:found = Trueelse:pos = pos+1return(found)if __name__ == '__main__':testlist = [1, 5, 8, 123, 22, 54, 7, 99, 300, 222]result = sequential_search(testlist, 5)print(result)result = sequential_search(testlist, 4)print(result)9.2.2 二分查找【二分法查找非递归实现】def binarysearch(a, num):length = len(a)low = 0 # 最小数下标high = length – 1 # 最大数的下标while low <= high:mid = int(low + ((high - low) / 2)) # 取中间值if a[mid] < num:low = mid + 1 # 如果中间值比目标值小,则在mid右半边elif a[mid] > num:high = mid – 1 # 如果中间值比目标值大,则在mid左半边找else:return mid #查找到,位置是mid+1return -1 #没查到if __name__ == '__main__':b = [1, 3, 4, 8, 22, 65, 73, 90]print(b)a = binarysearch(b, 22)print(a)c = binarysearch(b, 21)print(c)9.2.3分块查找【分块查找代码】# 基本原理:# 1.将序列分为m块,块内部无序、外部有序# 2.选取各块最大元素构成索引,对索引进行二分查找,找到所在的块# 3.在确定块中用顺序查找import randomRange = 20Length = 9flag = 0pos = -1tabNum = 3tabPos = -1list = random.sample(range(Range),Length)goal = random.randint(0,Range)print('search ',goal,', in list:')# 子表建立,选择序列前m个元素排序后建立索引,根据索引建立子表list_index = [] #使用二维列表表示多个子序列for i in range(tabNum): #在列表中添加m个列表list_index.append([])#向第1-m子列表添加原序列的前m-1个元素作为索引,留出第一个子列表盛放最大索引for i in range(1,tabNum):list_index[i].append(list[i-1]) #会出现最大值在第二个子列表中,第一子列表为空的情况for i in range(1,tabNum-1): #将添加元素的子列表中的元素降序排列for j in range(1,tabNum-i):if list_index[j]<list_index[j+1]:list_index[j],list_index[j+1] = list_index[j+1],list_index[j]#将其余元素添加到各子列表,比索引大则放到前一个子列表中,其余放入最后一个索引中for i in range(tabNum-1,Length):for j in range(1,tabNum):if list[i]>list_index[j][0]:list_index[j-1].append(list[i])breakelse:list_index[tabNum-1].append(list[i])if len(list_index[0]) > 1: #提取第一个子列表的最大值最为索引for i in range(len(list_index[0])-1,0,-1):if list_index[0][i]>list_index[0][i-1]:list_index[0][i],list_index[0][i-1] = list_index[0][i-1],list_index[0][i] print(list_index) #显示构造的子列表for i in range(tabNum-1,-1,-1): #将给定元素与各子列表进行比较,确定给定元素位置if len(list_index[i]) != 0 and goal<list_index[i][0]:for j in range(len(list_index[i])):if list_index[i][j] == goal:tabPos = i+1pos = j+1flag = 1if flag:print("find in ",tabPos,"list ",pos,"th place")else:print("not found")【程序运行结果】search 13 , in list:[[19, 13, 17, 10, 8, 15, 16], [6], [5]]find in 1 list 2 th placesearch 12 , in list:[[], [16, 8, 11, 15, 13, 7], [2, 1, 0]]not found9.3二叉查找树【二叉排序树实现代码】class BSTNode:def __init__(self, data, left=None, right=None):self.data = data #节点储存的数据self.left = left #节点左子树self.right = right #节点右子树class BinarySortTree:"基于BSTNode类的二叉查找树。

线性表完整代码

线性表完整代码

线性表完整代码顺序存储:#include<stdio.h>#include<stdlib.h>typedef int Position;typedef int ElementType;typedef struct LNode *PtrToLNode;#define MAXSIZE 10struct LNode{ElementType Data[MAXSIZE];Position Last;};typedef PtrToLNode List;List MakeEmpty(){List P;P = (List)malloc(sizeof(struct LNode));P->Last = -1;return P;}bool Insert(List L,Position n,ElementType x){if(L->Last == MAXSIZE - 1){printf("表满");return false;}if(n<1 || n>L->Last+1+1){printf("位序不合法");return false;}for(int j = L->Last;j>=n-1;j--){L->Data[j+1] = L->Data[j];}L->Data[n-1] = x;L->Last++;return true;}Position Find(List L,ElementType x){int j;for( j = 0;j<L->Last+1;j++){if(x == L->Data[j]){printf("查找的下表%d位序为:%d\n",L->Data[j],j+1);return0;}}if(j >= L->Last){printf("查找的不存在");}return0;}bool Delete(List L,Position n){if(L->Last == MAXSIZE - 1){printf("表满");return false;}if(n<1 || n>L->Last+1){printf("位序不合法");return false;}for(int j = n-1;j<L->Last+1;j++){L->Data[j] = L->Data[j+1];}L->Last--;return true;}int Length(List L){return L->Last+1;}int Printf(List L){for(int i = 0 ; i<L->Last+1;i++)printf("%d ",L->Data[i]);printf("\n");return0;}int main(){List L;L = MakeEmpty();Insert(L,1,1);Insert(L,2,2);Insert(L,3,3);Insert(L,4,4);Printf(L);printf("表长:%d\n",Length(L));Find(L,4);printf("删除⼀个\n");Delete(L,2);Printf(L);Find(L,4);printf("表长:%d\n",Length(L));Insert(L,2,2);Insert(L,3,33);Printf(L);Find(L,33);Find(L,4);;return0;}线性表的链式存储:#include<stdio.h>#include<stdlib.h>typedef int ElementType;typedef struct LNode * PtrToLNode;struct LNode{ElementType Data;PtrToLNode Next;};typedef PtrToLNode Position;//这⾥的位置是结点的地址typedef PtrToLNode List;//初始化List MakeEmpty(){List L;L = (List)malloc(sizeof (struct LNode));if (!L)exit (-1);L->Next = NULL;return L;}//根据指定的位序查找int FindKth(List L,int K){Position p;int cnt = 1;//位序从1开始p = L->Next;while(p&&cnt<K){p = p-> Next;cnt++;}if((cnt==K)&&p) printf("您查找的数为:%d\n",p -> Data); else printf("您查找数不存在");}//按值查找Position Find(List L,int X){Position p;p = L->Next;while(p&&p->Data!=X){p = p-> Next;}if(p) printf("查找成功,您查找的数为:%d\n",p->Data); else printf("您查找数不存在");}//插⼊List Insert(List L ,ElementType X,int i){Position tmp,pre;int cnt =0 ;pre = L;while(pre&&cnt<i-1){pre = pre->Next;cnt++;}if(pre==NULL||cnt!=i-1){printf("插⼊位置参数错误\n");}else{tmp = (Position)malloc(sizeof(struct LNode));tmp->Data=X;tmp->Next=pre->Next;pre->Next=tmp;}}//删除bool Delete(List L,int i){Position tmp,pre;int cnt = 0;pre = L;while(pre&&cnt<i-1){pre=pre->Next;cnt++;}if(pre==NULL||cnt!=i-1||pre->Next==NULL){printf("删除位置参数错误");}else{tmp = pre->Next;pre->Next = tmp->Next;free(tmp);printf("删除成功");}}//求表长int Length(List L){Position p;int cnt = 0;p = L->Next;while(p){p = p -> Next;cnt++;}return cnt;}void DisLinkList(List L){List p = L->Next;printf("输出链表: ");while (p){printf("%d ", p->Data);p = p->Next;}}int main(){Position pre;Position L = MakeEmpty();pre = L;int i,n,x,len,cz,del;scanf("%d",&n);for(i=1;i<=n;i++){scanf("%d",&x);Insert(pre,x,i);}//输出DisLinkList(pre);printf("\n");//求表长len = Length(L);printf("表长为:%d",len);printf("\n");//按值查找printf("请输⼊你要按值查找的数:\n");scanf("%d",&cz);Find(L,cz);printf("\n");//按序号查找printf("请输⼊你要按序号查找的数的序号:\n"); scanf("%d",&cz);FindKth(L,cz);printf("\n");//删除printf("请输⼊你要删除的数的下标:\n",del); scanf("%d",&del);Delete(L,del);DisLinkList(pre);printf("\n");return0;}线性表链式存储⼆:#include<stdio.h>#include<stdlib.h>typedef int ElementType;typedef struct LNode *PtrToLNode;struct LNode{ElementType Data;PtrToLNode next;};typedef PtrToLNode List;typedef List Position;List MakeEmpty(){PtrToLNode L;L = (List)malloc(sizeof(struct LNode));if(!L)exit(-1);L->next = NULL;return L;};bool Insert(List L,int i,ElementType x ){Position tmp,pre;int cnt = 0;pre = L;while(pre && cnt < i - 1){pre = pre->next;cnt++;}if(pre == NULL || cnt!=i-1){printf("插⼊位置不合法\n");return false;}tmp = (List)malloc(sizeof(struct LNode));tmp->Data = x;tmp->next = pre->next;pre->next = tmp;printf("插⼊完成\n");}return true;}void Find(List L,ElementType x){Position pre;int cnt = 0;pre = L->next;while(pre!=NULL && pre->Data != x){pre = pre->next;cnt++;}if(pre){printf("%d的位序为%d\n",pre->Data,cnt);}else{printf("%d没有找到\n",x);}}void FindKth(List L,int k){Position pre;pre = L->next;int cnt = 0;while(pre && cnt <k-1){pre = pre->next;cnt++;}if(k-1 == cnt)printf("在%d位置的为%d\n",k,pre->Data);elseprintf("位序不合法\n");}bool Delete(List L,ElementType x){Position pre,tmp,tmp1;pre = L->next;while(pre && pre->Data != x){tmp = pre;pre = pre->next;}if(pre){tmp1 = pre;tmp->next = tmp1->next;free(tmp1);printf("删除%d成功\n",x);return true;}else{printf("没有找到%d\n",x);return false;}}bool DeleteKth(List L,int l){Position pre,tmp;int cnt = 0;pre = L;while(pre && cnt < l - 1 ){pre = pre->next;cnt++;}if(pre ==NULL || cnt != l - 1 || pre->next == NULL){ printf("删除位置错误\n");return false;}else{tmp = pre ->next;pre ->next = pre->next->next;printf("在位置%d删除%d成功\n",l,tmp->Data);free(tmp);return true;}void Length(List L){Position p;int cnt = 0;p = L->next;while(p){p = p -> next;cnt++;}printf("长度为:%d\n",cnt);}void Print(List L){Position pre;pre = L->next;while(pre){printf("%d ",pre->Data);pre =pre->next;}printf("\n");}int main(){PtrToLNode L;L = MakeEmpty();Insert(L,22,22);Insert(L,1,1);Insert(L,2,2);Print(L);Find(L,2);FindKth(L,1);Find(L,33);Insert(L,3,3);Insert(L,4,4);Insert(L,4,41);Print(L);Delete(L,4);DeleteKth(L,3);Print(L);Length(L);return0;}多项式的加法运算:#include<stdio.h>#include<stdlib.h>typedef struct PolyNode *Polynomial;struct PolyNode{int coef;//系数int expon;//指数Polynomial link;//链表指针域指向下⼀地址};Polynomial ReadPoly();//读⼊多项式void Attach(int c,int e,Polynomial *pRear);//将每次读⼊的多项式连接Polynomial Add(Polynomial P1,Polynomial P2);//多项式相加Polynomial Mult(Polynomial P1,Polynomial P2);//多项式相乘int Compare(int a,int b);//⽐较void PrintPoly(Polynomial P);//输出多项式int main(void){Polynomial P1,P2,PS,PP;P1=ReadPoly();//读⼊数据P2=ReadPoly();PP=Mult(P1,P2);//多项式相乘PrintPoly(PP);printf("\n");PS=Add(P1,P2);//多项式相加PrintPoly(PS);return0;}Polynomial ReadPoly()//读⼊数据{Polynomial P,Rear,t;int c,e,N;scanf("%d",&N);P=(Polynomial)malloc(sizeof(struct PolyNode));//为⽅便表头插⼊,先产⽣⼀个临时空节点做为链表头 P->link =NULL;Rear=P;//Rear始终指向链表的尾部while(N--){scanf("%d %d",&c,&e);if(c!=0)//对系数为零的项进⾏判断Attach(c,e,&Rear);}t=P;//释放表头为空的节点P=P->link;free(t);return P;}void Attach(int c,int e,Polynomial *pRear)//将数据连接成链表{Polynomial P;P=(Polynomial)malloc(sizeof(struct PolyNode));//为⽅便表头插⼊,先产⽣⼀个临时空节点做为链表头 P->coef=c;P->expon=e;P->link =NULL;(*pRear)->link=P;//将P指向的新节点插⼊到当前结果表达式尾项的后⾯*pRear=P;//最后⼀项指向P}int Compare(int a,int b)//⽐较,a>b return 1,a<b return -1, a==b return 0{if(a>b)return1;else if(a==b)return0;elsereturn -1;}Polynomial Add(Polynomial P1,Polynomial P2)//多项式相加{Polynomial front,rear,temp;//front为头,Rear为尾int sum;rear=(Polynomial)malloc(sizeof(struct PolyNode));//为⽅便表头插⼊,先产⽣⼀个临时空节点做为链表头 front=rear;while(P1&&P2)switch(Compare(P1->expon ,P2->expon)){case1://如果P1->expon>P2->exponAttach(P1->coef,P1->expon,&rear);P1=P1->link ;break;case -1://如果P1->expon<P2->exponAttach(P2->coef,P2->expon,&rear);P2=P2->link ;break;case0://如果P1->expon=P2->exponsum=P1->coef +P2->coef;if(sum)//如果指数相等,先判断系数和是否为0Attach(sum,P1->expon,&rear);P1=P1->link;P2=P2->link ;break;}//将未处理完的多项式中所有节点复制到结果多项式中while(P1){Attach(P1->coef,P1->expon,&rear);P1=P1->link;}while(P2){Attach(P2->coef,P2->expon,&rear);P2=P2->link;}rear->link=NULL;//释放头为空的节点temp=front;front=front->link ;free(temp);return front;}void PrintPoly(Polynomial P)//打印{int flag=0;if(!P){printf("0 0");return ;}while(P){if(!flag)flag=1;elseprintf("");printf("%d %d",P->coef ,P->expon );P=P->link ;}}Polynomial Mult(Polynomial P1, Polynomial P2)//多项式相乘{Polynomial P, Rear;Polynomial t1, t2, t;if (!P1 ||!P2)//判断两个链表是否为空{return NULL;}t1 = P1;t2 = P2;P = (Polynomial)malloc(sizeof(struct PolyNode));Rear = P;while (t2)//先让t1的第⼀项和t2的每⼀项相乘,构建出⼀个新链表,⽤于后来数据的插⼊{Attach(t1->coef*t2->coef, t1->expon + t2->expon, &Rear);t2 = t2->link;}t1 = t1->link;while (t1){t2 = P2;Rear = P;//Rear每次都从所构建的链表头开始,以便于寻找插⼊位置while (t2){int c = t1->coef*t2->coef;int e = t1->expon + t2->expon;while (Rear->link&&Rear->link->expon > e)//Rear每次都从所构建的链表头开始,以便于寻找插⼊位置 {Rear = Rear->link;}if (Rear->link&&Rear->link->expon == e)//相等就不需要申请⼀个新的节点,只要把系数相加。

线性表(单链表、循环链表-python实现)

线性表(单链表、循环链表-python实现)

线性表(单链表、循环链表-python实现)⼀、线性表 线性表的定义: 线性表是具有相同数据类型的有限数据的序列。

线性表的特点: 出了第⼀个元素外,每个元素有且仅有⼀个直接前驱,除最后⼀个元素外有且只有⼀个后继。

线性表是⼀种逻辑结构,表⽰元素之间的⼀⼀的相邻关系,顺序表和链表是指存储结构,两者属于不同的概念。

线性表的顺序表⽰: 线性表的顺序存储即数组的动态、静态分配,特点是可以随机访问。

线性表的链式表⽰: 线性表的链式存储即单链表、双连表、循环单链表以及循环双连表,特点是随机插⼊,不可随机访问。

单链表的实现(python):#定义每个节点class Node:def__init__(self,data):self.data=dataself.next=Noneclass linkList:#初始化头结点def__init__(self,n):self.head=Node(None)self.n=n#头插法建⽴链表def listCreateForward(self):if self.n==0:return Falseelse:temp=self.headfor i in range(1,self.n+1):print('请输⼊第{0}个节点:'.format(i))num = input()node = Node(num)node.next=temp.nexttemp.next = node#尾插法建⽴链表def listCreateBackward(self):if self.n==0:return Falseelse:temp=self.headfor i in range(1,self.n+1):print('请输⼊第{0}个节点:'.format(i))num = input()node = Node(num)temp.next=nodetemp=node#读取链表def readList(self):if self.n==0:print("空链表!")else:temp = self.headwhile temp.next!=None:temp = temp.nextprint(temp.data,end='')#链表长度def Length(self):i=0temp=self.headwhile temp.next!=None:temp=temp.nexti+=1return i#按值查找def locateElem(self,num):i = 0temp = self.headwhile temp.next != None:temp = temp.nexti += 1if int(temp.data)==num:return ireturn None#按位置查找def getElem(self,j):i = 0temp = self.headwhile temp.next != None:temp = temp.nexti += 1if int(j)==i:return temp.datareturn None#按位置插⼊数字def listInsert(self,j,num):if int(j)<0:return Noneelif self.Length()<j:return Noneelse:i = 0temp = self.headwhile temp.next != None:i += 1if int(j) == i:node=Node(num)node.next=temp.nexttemp.next=nodetemp = temp.next#删除特定元素def deleteData(self,num):temp=self.headwhile True:if temp.next==None:break#当这个节点是尾节点时if int(temp.next.data)==num and temp.next.next==None: temp.next=Nonebreakelif int(temp.next.data)==num:temp.next=temp.next.nexttemp=temp.next#删除特定位置的元素def deleteElem(self,j):if j==1:self.head.next=self.head.next.nextelif j==self.Length() :temp=self.head.nextwhile True:if temp.next.next==None:temp.next=Nonebreaktemp=temp.nextelif j<self.Length():i=2temp=self.head.nextwhile True:if i==j:temp.next=temp.next.nextelse:print('erro')return Nonelinklist1=linkList(5)linklist1.listCreateBackward()linklist1.readList()length=linklist1.Length()print('length={0}'.format(length))locate=linklist1.locateElem(5)print('5在位置{0}'.format(locate))data=linklist1.getElem(3)print('第3个位置是{0}'.format(data))linklist1.listInsert(1,111)linklist1.readList()print('\n删除111(第⼀个元素):')linklist1.deleteData(111)linklist1.readList()print('\n删除5(末尾的元素)')linklist1.deleteData(5)linklist1.readList()print('\n删除第⼀个元素:')linklist1.deleteElem(1)linklist1.readList()print('\n删除末尾的元素')linklist1.deleteElem(3)linklist1.readList()结果:请输⼊第1个节点:1请输⼊第2个节点:2请输⼊第3个节点:3请输⼊第4个节点:4请输⼊第5个节点:51 2 3 4 5 length=55在位置5第3个位置是3111 1 2 3 4 5删除111(第⼀个元素):1 2 3 4 5删除5(末尾的元素)1 2 3 4删除第⼀个元素:2 3 4删除末尾的元素2 3 循环链表的实现(python):其它部分与单链表相似#定义节点class Node:def__init__(self,data):self.data=dataself.next=Noneclass circleList:# 初始化头结点def__init__(self,n):self.head=Node(None)self.head.next=self.headself.n = n# 头插法建⽴链表-def listCreateForward(self):if self.n==0:return Falseelse:temp=self.headfor i in range(1,self.n+1):print('请输⼊第{0}个节点:'.format(i))num = input()node = Node(num)node.next=temp.nexttemp.next = node temp=temp.next# 尾插法建⽴链表def listCreateBackward(self):if self.n==0:return Falseelse:temp=self.headfor i in range(1,self.n+1):print('请输⼊第{0}个节点:'.format(i))num = input()node = Node(num)temp.next=nodetemp=nodetemp.next = self.head#读取循环链表def readList(self):if self.n==0:print("空链表!")else:temp = self.headwhile temp.next!=self.head: temp = temp.nextprint(temp.data,end='') linklist1=circleList(5)linklist1.listCreateForward()linklist1.readList()linklist1=circleList(5)linklist1.listCreateBackward() linklist1.readList()。

Python编程中的数据结构和算法

Python编程中的数据结构和算法

Python编程中的数据结构和算法Python作为一种高级编程语言,广泛应用于数据科学、机器学习、Web开发等领域。

数据结构和算法是Python编程的核心概念之一,它们在提高代码效率和优化性能方面发挥着至关重要的作用。

本文将介绍Python编程中的数据结构和算法。

1. 数据结构数据结构是计算机科学的基础,用于组织和存储数据以及操作数据。

Python支持多种数据结构,包括列表、字典、元组和集合等。

使用不同的数据结构可以在不同的场景中实现更好的性能和效率。

1.1 列表列表是Python中最常用的数据结构之一,它可以容纳任何类型的数据,包括数字、字符串、元组和其他列表等。

列表通过索引访问元素,并且可以使用内建函数对其进行排序、复制、追加、插入和删除等操作。

1.2 字典字典是Python中另一个重要的数据结构,它是一组键值对的集合,每个键对应一个值。

与列表不同的是,字典是无序的,因此不能通过索引访问元素,而是通过键来访问值。

1.3 元组元组和列表很类似,但是元组是不可变的,也就是在创建后就不能修改。

元组通常用于存储不可变的数据,例如日期、时间、坐标等。

1.4 集合集合是Python中的一种数据结构,用于存储不重复的元素。

集合可以用于去重、交集、并集和差集等操作,通常用于处理需要快速查找和排序的数据。

2. 算法算法是在给定输入后执行特定任务的计算步骤的有序集合。

Python支持多种算法,包括排序、搜索、图算法和字符串匹配等。

良好的算法可以提高程序性能和效率。

2.1 排序算法排序算法是将一组元素按特定规则进行排列的算法。

Python支持多种排序算法,包括冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序和合并排序等。

这些算法在不同场景中具有不同的优缺点,我们需要根据情况选择合适的算法。

2.2 搜索算法搜索算法用于查找指定值在数据结构中的位置。

Python支持多种搜索算法,包括线性搜索、二分搜索和哈希搜索等。

这些算法在处理大量数据时具有不同的优势和劣势,我们需要根据情况选择合适的算法。

源代码--数据结构与算法(Python版)chap1 数据结构与算法

源代码--数据结构与算法(Python版)chap1 数据结构与算法
数据结构与算法-python版
周元哲
机械工业出版社
了解美国大学相关软件开课情况 本课在本科软件课程中的位置 了解本课的具体内容
2
偏硬 美国一流大学相关必修课情况
偏软
MIT 6.004
USB 61C
Stanford CS107 CMU 15-213
Bottom Up以 汇编为中心
强调底层设计
算法的时间复杂度是一个函数,通常用 大O符号表述,用于定量描述了该算法的运 行时间。
算法中模块n的基本操作的重复执行次 数计为函数f(n),算法的时间复杂度为 T(n)=O(f(n))。
常数阶O(1),对数阶O(log2n),线性阶 O(n),线性对数阶O(nlog2n),平方阶O(n^2), 立方阶O(n^3),...,k次方阶O(n^k),指数阶 O(2^n)。
Circuit Design
C:7-8门/学期,精力不足
transistors
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8th …
Networking prog. Hadoop & MapReduce
7th …
Graphics Parallel computing Embedding Sys.
6th …
AI Image Java Compiler Computer Arch.
(1)算法的输入输出数据所占用的存储空间由要 解决的问题决定,是通过参数表由调用函数传递 而来的,它不随本算法的不同而改变。
(2)算法本身所占用的存储空间与算法书写的长 短成正比,要压缩这方面的存储空间,就必须编 写出较短的算法。
(3)算法在运行过程中临时占用的存储空间随算 法的不同而异。
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三个层次

数据结构与算法源代码

数据结构与算法源代码

课程说明:数据结构一共四天课程,day01~~~day04.CSD DataStructure DAY011.基于顺序表的堆栈2.基于链式表的堆栈1 基于顺序表的堆栈栈是一种特殊的线性表,是限定在线性表表尾进行插入删除操作的线性表。

由栈的概念衍生出几个子概念,它们是:1)栈顶,即允许进行插入、删除操作的一端,又称为表尾,用栈顶指针()来指示栈顶元素。

2)栈底,即固定端,又称为表头3)空栈,即栈当中没有数据元素。

顺序栈是采用顺序存储结构的栈,即使用一组连续的存储单元(一般使用数组)来模拟栈,依次存放栈中的数据元素。

1.1 方案顺序栈的基本操作包括:1) 初始化操作,在初始化操作中将建立一个空栈。

2) 判断栈空,判断栈中的数据元素个数是否为0。

3) 入栈,在栈中加入一个数据元素。

4) 出栈,在栈中删除一个数据元素。

5) 取栈顶元素,将栈顶元素取出,但并不在栈中删除该元素。

1.2 步骤实现此案例需要按照如下步骤进行。

步骤一:定义栈在C语言中:1)定义一个一维数组来表示栈的顺序存储空间。

2)定义一个变量来指出栈顶的位置。

3)这两方面的信息共同描述一个栈,可将它们用结构体封装在一起。

代码如下:1.#define LISTSIZE 102.typedef int DataType;3.struct Stack {4.DataType data[LISTSIZE];5.int;//除了记录大小还可以记录栈顶位置6.};上述代码中,以下代码:1.#define LISTSIZE 100是用一个宏常量来定义顺序表的容量,这样定义的好处是当需要修改顺序表的容量的时候,只需要修改该宏常量即可。

上述代码中,以下代码:1.typedef int DataType;是将数据类型int起了一个别名叫做DataType,并在后面的程序中只使用DataType,而不使用int。

这样做的好处是当堆栈中的数据类型发生变化时,只需要修改此句中的int 为要改变的数据类型,即可将程序中所有数据变量的数据类型变成指定的类型。

数据结构与算法(Python版)《数据结构》参考答案(A卷)

数据结构与算法(Python版)《数据结构》参考答案(A卷)

数据结构与算法(Python版)《数据结构》参考答案(A卷)引言:数据结构与算法是计算机科学中的重要基础知识,对于程序员来说至关重要。

本文将以Python版数据结构与算法的《数据结构》参考答案(A卷)为主题,通过引言概述和四个部份的详细阐述,为读者提供准确的内容。

一、线性结构1.1 数组- 数组是一种线性结构,它由一系列相同类型的元素组成。

- 数组的特点是可以通过索引快速访问元素,时间复杂度为O(1)。

- Python中的列表(list)可以看做是一种动态数组,可以根据需要动态调整大小。

1.2 链表- 链表也是一种线性结构,它由一系列节点组成,每一个节点包含一个数据元素和一个指向下一个节点的指针。

- 链表的特点是可以快速插入和删除元素,时间复杂度为O(1)。

- Python中没有内置的链表数据结构,但可以通过自定义类来实现链表的功能。

1.3 栈- 栈是一种特殊的线性结构,它只允许在一端进行插入和删除操作,这一端被称为栈顶。

- 栈的特点是后进先出(LIFO),即最后插入的元素最先被删除。

- Python中可以使用列表作为栈的实现,利用append()和pop()方法进行操作。

二、非线性结构2.1 树- 树是一种非线性结构,它由一组节点和一组连接节点的边组成。

- 树的特点是每一个节点可以有零个或者多个子节点,节点之间存在层次关系。

- Python中可以使用类来定义树的节点,通过引用来连接节点。

2.2 图- 图也是一种非线性结构,它由一组顶点和一组边组成。

- 图的特点是顶点之间可以有多个边相连,边可以有方向。

- Python中可以使用邻接矩阵或者邻接表来表示图,通过列表或者字典来存储图的数据。

2.3 堆- 堆是一种特殊的树形数据结构,它满足堆属性,即父节点的值总是大于或者小于它的子节点。

- 堆的特点是可以快速找到最大或者最小值的元素。

- Python中可以使用heapq模块来实现堆的功能。

三、排序算法3.1 冒泡排序- 冒泡排序是一种简单的排序算法,它重复地比较相邻的元素,并交换顺序不符合要求的元素。

《数据结构(Python语言描述)》第2章 线性表

《数据结构(Python语言描述)》第2章 线性表
总的平均移动次数: Einsert=∑pi*(n-i+1) (1≦i≦n) ∴ Einsert=n/2 。
即在顺序表上做插入运算,平均要移动表上一半节点。当表长n较大时,算法的效率相当低。 因此算法的平均时间复杂度为O(n)。
2.2.2 顺序表的基本操作
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3.顺序线性表的删除
在线性表 L=(a1,…a i-1,ai, ai+1,…,an) 中删除节点ai(1≦i≦n),使其成为线性表: L= (a1,…ai-1,ai+1,…,an)
2 单链表的查找 按序号查找 对于单链表,不能象顺序表中那样直接按序号i访问节点,而只能从链表的头节点 出发,沿链域next逐个节点往下搜索,直到搜索到第i个节点为止。因此,链表不是随 机存取结构。 设单链表的长度为n,要查找表中第i个节点,仅当1≦i≦n时,i的值是合法的。 按值查找
2.3.2 线性单链表的基本操作
LOC(ai+1)=LOC(ai)+L 线性表的第i个数据元素ai的存储位置为: LOC(ai)=LOC(a1)+(i-1)*L
2.2.2 顺序表的基本操作
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顺序存储结构中,很容易实现线性表的一些操作:初始化、赋值、查找、修改、插入、删除、求 长度等。
以下将对几种主要的操作进行讨论。
1 顺序线性表初始化 为数组分配连续的存储空间,时间复杂度O(1).
2 顺序线性表的插入 在 线 性 表 L= (a1 , …a i-1 , ai , ai+1 , … , an) 中 的 第 i(1≦i≦n)个位置上插入一个新节点e,使其成为线性表: L=(a1,…a i-1,e,ai,ai+1,…,an)
2.2.2 顺序表的基本操作

数据结构与算法--线性表

数据结构与算法--线性表

数据结构与算法--线性表⽬录线性结构特点唯⼀头元素唯⼀尾元素除头元素外,都有⼀个直接前驱除尾元素外,都有⼀个直接后继线性表定义语⾔定义线性表是n个数据元素的有限序列。

线性表中的数据元素可以由若⼲个数据项组成。

形式定义线性表可以表⽰成n个数据元素的有限序列(a1,a2,a3……a i-1,a i,……a n)其中a1是头元素,a n是尾元素,a i是第i个元素。

a i-1是a i的直接前驱,a i是a i-1的直接后继。

当2 $\leq$ i $\leq$ n时,a i只有⼀个直接前驱当1 $\leq$ i $\leq$ n-1时,a i只有⼀个直接基本操作InitList(&L)//构造空线性表LDestroyList(&L)//销毁已存在的线性表LClearList(&L)//将L重置为空表ListEmpty(L)//判断列表是否为空ListLength(L)//获取列表长度GetElem(L,i,&e)//返回L中的第i个元素到eLocateElem(L,e,compare())//查找元素e的位置PriorElem(L,cur_e,&pre_e)//查找前驱元素NextElem(L,cur_e,&next_e)//查找后继元素ListInsert(&L,i,e)//插⼊元素ListDelete(&L,i,&e)//删除元素ListTraverse(L,visit())//遍历元素线性表的实现顺序表⽰和实现线性表的顺序表⽰是指⽤⼀组地址连续的存储单元⼀次存储线性表的数据元素,⽤物理位置相邻来表⽰逻辑关系相邻,任意数据元素都可随意存取(故⼜称随机存取结构)readme顺序表中元素下标从0开始以下顺序表的实现可以直接运⾏#include <stdio.h>#include <malloc.h>#include <stdlib.h>#define LIST_INIT_SIZE 100//顺序表初始化长度#define LIST_INCREMENT 10 //每次不⾜时新增长度#define OVERFLOW 0 //分配空间失败#define REFREE 0 //重复释放,释放空指针#define OK 1#define ERROR 0typedef int ElemType;//需要时进⾏修改typedef int Status;template <typename ElemType>//使⽤模板⽅便更多数据类型的使⽤//结构定义class List{public:typedef struct{ElemType *elem;//存储数据元素int length;//表长,初始为0int listsize;//表存储容量,也就是实际分配的存储空间}SqList;SqList L;//线性表List();//构造函数~List();//析构函数Status List_Init();//线性表初始化函数Status List_Insert(int i,ElemType e);//线性表插⼊元素Status List_Delete(int i,ElemType &e);//线性表删除元素Status List_Traverse();//线性表遍历Status List_Destroy();//线性表销毁Status List_Clear();//线性表清空};template <typename ElemType>List<ElemType>::List(){List_Init();//含有指针变量,构造时需要分配空间,不过我们可以直接利⽤线性表的初始化函数}template <typename ElemType>List<ElemType>::~List(){if(!L.elem)//避免我们之前调⽤过线性表的销毁函数,导致重复释放指针free(L.elem);}//线性表的初始化template <typename ElemType>Status List<ElemType>::List_Init(){L.elem = (ElemType *)malloc(LIST_INIT_SIZE * sizeof(ElemType));if(!L.elem)//指针为空时,说明分配失败,通常由于内存满了,但这种情况⼀般不会出现exit(OVERFLOW);L.length = 0;L.listsize = LIST_INIT_SIZE;return OK;}//插⼊元素e到顺序表i位置//可以插⼊第0个位置⼀直到第n个位置(第n个位置也就是附加在结尾)template <typename ElemType>Status List<ElemType>::List_Insert(int i, ElemType e){if(i<0||i>L.length)//插⼊位置错误return ERROR;if(L.length>=L.listsize)//空间不⾜时分配空间,相等时说明当前空间已满不能再插⼊元素了,所以也要分配空间{ElemType *newbase = (ElemType *)realloc(L.elem,(L.listsize+LIST_INCREMENT)*sizeof(ElemType));if(!newbase)exit(OVERFLOW);L.elem = newbase;//上述重新分配时,如果后续空间充⾜则会扩展并返回原指针,否则会寻找⼤⼩适合的空间,返回新指针(并⾃动释放原内存),所以elem指针需要进⾏更改。

数据结构线性表设计代码

数据结构线性表设计代码

数据结构线性表设计代码数据结构是计算机科学中的重要概念,它研究如何组织和存储数据,以便能够高效地操作和访问。

其中,线性表是最基本的数据结构之一,它是一种有序的数据元素序列。

在本文中,我们将探讨如何设计线性表的代码实现。

一、线性表的定义和特点线性表是由n个数据元素组成的有限序列,其中每一个元素都有惟一的前驱和后继,除第一个元素外,每一个元素都有一个前驱,除最后一个元素外,每一个元素都有一个后继。

线性表具有以下特点:1. 有序性:线性表中的元素是有序罗列的,每一个元素都有一个确定的位置。

2. 可重复性:线性表中的元素可以重复浮现。

3. 动态性:线性表的长度可以动态改变,可以进行插入和删除操作。

二、线性表的实现方式线性表的实现方式有多种,常见的包括顺序表和链表。

下面我们将分别介绍这两种实现方式的设计代码。

1. 顺序表顺序表是将线性表中的元素按照其逻辑顺序挨次存储在一块连续的存储空间中的数据结构。

其设计代码如下:```pythonclass SeqList:def __init__(self, maxsize):self.maxsize = maxsizeself.data = [None] * maxsizeself.length = 0def is_empty(self):return self.length == 0def is_full(self):return self.length == self.maxsizedef get_length(self):return self.lengthdef insert(self, index, value):if self.is_full():raise Exception("SeqList is full") if index < 0 or index > self.length:raise Exception("Invalid index")for i in range(self.length, index, -1): self.data[i] = self.data[i - 1]self.data[index] = valueself.length += 1def delete(self, index):if self.is_empty():raise Exception("SeqList is empty") if index < 0 or index >= self.length:raise Exception("Invalid index")for i in range(index, self.length - 1):self.data[i] = self.data[i + 1]self.length -= 1def search(self, value):for i in range(self.length):if self.data[i] == value:return ireturn -1def get_element(self, index):if index < 0 or index >= self.length:raise Exception("Invalid index")return self.data[index]```2. 链表链表是将线性表中的元素按照其逻辑顺序通过指针相互连接而成的数据结构。

Python数据结构与算法—线性表

Python数据结构与算法—线性表

Python数据结构与算法—线性表定义线性表的定义是描述其逻辑结构,⽽通常会在线性表上进⾏的查找、插⼊、删除等操作。

线性表作为⼀种基本的数据结构类型,在计算机存储器中的映象(或表⽰)⼀般有两种形式,⼀种是顺序映象,⼀种是链式映象。

线性表的顺序存储1.定义:若将线性表L=(a0,a1, ……,an-1)中的各元素依次存储于计算机⼀⽚连续的存储空间,这种机制表⽰为线性表的顺序存储结构。

2.特点:逻辑上相邻的元素 ai, ai+1,其存储位置也是相邻的;存储密度⾼,⽅便对数据的遍历查找。

对表的插⼊和删除等运算的效率较差。

3.程序实现在Python中,list存放于⼀⽚单⼀连续的内存块,故可借助于列表类型来描述线性表的顺序存储结构,⽽且列表本⾝就提供了丰富的接⼝满⾜这种数据结构的运算。

1 L = [1,2,3,4]2 L.append(10) #尾部增加元素3#[1, 2, 3, 4, 10]45 L.insert(1,20) #插⼊元素6#[1, 20, 2, 3, 4, 10]78 L.remove(3) #删除元素9#[1, 20, 2, 4, 10]1011 L[4] = 30 #修改12#[1, 20, 2, 4, 30]1314 L.index(2) #查找15#2顺序存储代码线性表的链式存储1.定义:将线性表L=(a0,a1,……,an-1)中各元素分布在存储器的不同存储块,称为结点,每个结点(尾节点除外)中都持有⼀个指向下⼀个节点的引⽤,这样所得到的存储结构为链表结构。

2.特点逻辑上相邻的元素 ai, ai+1,其存储位置也不⼀定相邻;存储稀疏,不必开辟整块存储空间。

对表的插⼊和删除等运算的效率较⾼。

逻辑结构复杂,不利于遍历。

3.程序实现1"""2linklist.py 链表程序实现3重点代码45思路分析61. 创建节点类,⽣成节点对象7 包含数据和下⼀个节点的引⽤82. 链表类,⽣成链表对象9 可以对链表进⾏数据操作10"""111213class Node():14"""15⼀个节点⾥⾯包含两个数据,⼀个是当前的数据,⼀个是指向下⼀个数据的next,16当next数据为None时,次节点为最后⼀个节点17"""1819def__init__(self, data, next=None):20 self.data = data21 self.next = next222324class Linklist():25def__init__(self):26"⽣成⼀个头节点,头结点为head,假设当前的Node是空值"27 self.head = Node(None)2829# 初始添加⼀组链表节点30def linklist(self, list_):31# 设p为头节点32 p = self.head33# 循环链表,链表的每⼀个值都赋值给p.next34for i in list_:35 p.next = Node(i)36# 每⼀次循环 p.next重新赋值为p37 p = p.next3839# 遍历链表40def shou_link(self):41# 设p为第⼀个节点(链表中头节点和第⼀个节点是不同的)42# 如果这⾥把p设为头节点的话,那while就要从第⼀节点开始43 p = self.head.next44# 如果p.next为空值,此时的p.next是链表中的最后⼀个节点,45while p is not None:46# p.data是本次节点的值,循环打印本次的节点的值47print(p.data, end="")48# 每⼀次循环 p.next重新赋值为p49 p = p.next50print()5152# 获取链表的长度53def get_lenght(self):54 p = self.head55 n = 056while p.next is not None:57 n += 158 p = p.next59return n6061# 判断链表是否为空62def empty(self):63# 如果链表的长度为0,那链表⾃然是空的64if self.get_lenght() == 0:65return True66else:67return False6869# 清空链表70def clear(self):71# 第⼀个节点为空值,那就后⾯的⼏个节点就断开了,也就相当于清空了72 self.head.next = None7374# 尾部插⼊节点75def add_link(self, data):76# ⽣成⼀个新的节点,把这个节点插到尾部77# node是节点 data是节点的值78 node = Node(data)79 p = self.head80# 循环出最后⼀个节点81while p.next is not None:82 p = p.next83# 循环完最后⼀个p为最后⼀个节点,将最后⼀个节点⽤next连接node, node为链表的最后⼀个节点 84 p.next = node8586# 选择位置插⼊节点87# 思想:先将新节点的next连接后⼀个节点,再将前⼀个节点的next连接新节点88def insert(self, index, data):89# 先判断下标index的位置,要求下标不能⼩于0和⼤于链表的长度90# 如果超出范围,⼈⼯报错91if index < 0 or index > self.get_lenght():92raise IndexError("index out of range")93 p = self.head94# 定义p移动到插⼊位置的前⼀个95for i in range(index): # index从0开始96# 假如index=0,p=p.next97# 假如index=1,p=p.next.next98# 假如index=2,p=p.next.next.next 以此类推99 p = p.next100 node = Node(data) # ⽣成⼀个新的节点101# 将node插⼊链表p的后⾯102# node的前⼀个节点p 后⼀个节点p.next103 node.next = p.next104 p.next = node105106# 删除节点107# 思想:前⼀个节点的next 连接到删除节点的后⼀个节点108def del_node(self, data):109 p = self.head110# 查找删除节点的值111while p.next and p.next.data != data:112 p = p.next113# 如果循环到最后以为还没找到,说明删除的值不在链表中114if p.next is None:115raise ValueError("value is error")116else:117#跨过删除的节点,连接删除节点的后⾯节点118 p.next = p.next.next119120# 通过下标,获取节点的值121def get_data(self, index):122if index < 0 or index > self.get_lenght():123raise IndexError("index out of range")124# p为第⼀个节点125 p = self.head.next126127for i in range(index):128# 同插⼊节点129 p = p.next130return p.data131132133print("-----------测试--------------")134if__name__ == '__main__':135 list = Linklist()136 l = [1, 2, 3, 4, 5]137 list.linklist(l)138 list.shou_link() # 1 2 3 4 5139print(list.get_lenght()) # 5140print(list.empty()) # False141 list.add_link(6)142 list.shou_link() # 1 2 3 4 5 6143 list.insert(3, 22)144 list.shou_link() # 1 2 3 22 4 5 6145 list.del_node(5)146 list.shou_link() # 1 2 3 22 4 6147print(list.get_data(2)) # 3148 list.clear()链式存储代码。

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表尾部添加元素和在指定位置添加元素。
(4)线性表的删除:删除节点
'''遍历整个列表'''
def travel(self):
'''遍历整个列表'''
cur = self.__head
while cur != None:
print(cur.elem, end=' ')
cur = cur.next
print("\n")
per.next = node
‘’‘删除节点'''
def remove(self, item):
'''删除节点'''
cur = self.__head
pre = None
while cur != None:
if cur.elem == item: # 先判断该节点是否是头结点
if cur == self.__head:
def size(self):
#返回栈的大小
return len(self.items)
队列
队列是只允许在一端进行插入,另一端只允许删除的线性表 ,具有先进先出(FIFO)的特性。
出队列 a1 a2 … an 入队列
头队
尾队
队列存储有顺序存储和链式存储两种方式。
18
顺序存储
队满时:m== MAXSIZE
6
7
rear
5
0
F
E 4
D
3
C 2
1 front
图(a)为队空情况下front==rear;图b为队满情况下front==rear。“队满” 和“队空”的条件是相同的,将出现混淆。为解决该问题,其中一种方 法是少用一个存储空间,如图(c)所示,此时队满的条件变为:
(rear+1) %MAXSIZE==front
'''查找节点是否存在'''

栈是一种要求插入或删除操作都在表尾进行的线性表,具有 先进后出(FILO)的特性,即最先进入的元素最后被释放。 栈的逻辑结构所示。
14
class Stack(object):
def __init__(self):
#初始化
self.items=[]
def is_empty(self): #判断栈是否为空
22

串是由零个或多个字符组成的有限序列 s=“a1a2…an”(n0,串长度)
子串:串中任意个连续的字符组成的子序列。 主串:包含子串的串相应地称为主串。 位置:字符在序列中的序号。子串在主串中的位置则以子串的第一个字 符在主串中的位置来表示。 相等:两个串的长度相等,并且对应位置的字符都相等。 长度:字符个数 空串:string="",长度为0 空格串:stringBlank=" ",仅含一个空格,长度为1 字串:串中任何连续字符组成 主串:包含子串b的串,称为b的主串 真子串:串的所有字串,除了自身以外 字串的位置:子串中第一个字符的位置 串相等:长度和位置相等
‘’‘指定位置添加元素'''
def insert(self, pos, item):
'''指定位置添加元素'''
if pos <= 0: # 如果pos位置在0,当做头插法
self.add(item)
elif pos > self.length() - 1:
# 如果pos位置比原链表长,那么都当做尾插法来做
return self.items==[]
def push(self,item):
# 加入元素
self.items.append(item)
def pop(self):
#弹出元素
return self.items.pop()
def peek(self):
# 返回栈顶元素
return self.items[len(self.items)-1]
self.append(item)
else:
per = self.__head
count = 0
while count < pos - 1:
count += 1
per = per.next
# 当循环退出后,pre指向pos-1位置
node = Node(item)
node.next = per.next
def __init__(self,item): self.item=item #item存放数据元素 self.next=None #next是下一个结点的标识
6
(1)创建单链表:包括判断链表是否为空 ;求链表的长度;遍历整个链表。
(2)线性表的查找:查找节点是否存在。 (3)线性表的插入:包括在链表头部、链
23
创建串
def CreateString(self):
# 创建串
stringSH= input("请输入字符串:")
if len(stringSH) > self.MaxStringSize:
print("溢出,超过的部分无法保存")
self.chars=stringSH[:self.MaxStringSize]
表。数据元素可以是单一类型的数据,如整数、字符 串等,也可以由若干个数据项组成的结构体,如学生 信息(学号,姓名,班级)等。
2
线性表的存储
顺序存储 链式存储
3
线性存储
线性表的节点按逻辑次序依次存放 在地址连续的存储单元中,使得逻 辑上相邻的元素在物理位置上亦相 邻。用这种方法实现的线性表简称 为顺序表。Python中list和tuple两 种数据类型实现顺序表。
4
链式存储
链式存储通过一组含有指针的存储单元来 存储线性表的数据及其逻辑关系。采用链 式存储的线性表通常称为单链表。单链表 节点的结构,除存放元素的数据域(data) 外,还有存放后继元素地址的指针域(next )
data next
5
链式存储
节点数据类型可表示为: class SingleNode(object): """单链表的结点"""
front
rear FF EE DD CC
front
rear=front=-1 (1)空对
front=-1, rear=4 (2)1个元素
front=2, rear=4 (3)一般情况
front=2, rear=5 (4)假溢出
19
顺序存储
为了解决假溢出,将队列的数据区的头尾衔接,形成头尾相接的循环结 构,此时对头前的空位置将可以被使用。但这样会出现“队满”和“队 空”条件混淆的问题。
self.__head = cur.next
else:
pre.next = cur.next
break
else:
pre = cur
cur = cur.next
‘’‘查找节点是否存在'
def search(self, item): cur = self.__head while not cur: if cur.elem == item: return True else: cur = cur.next return False
else:
self.chars=stringSH
24
串连接
def StringConcat(self,strSrc):
# 串连接
lengthSrc = len(strSrc)
stringSrc = strSrc
if lengthSrc + len(self.chars) <= self.MaxStringSize:
25
取长度为length的子串
def SubString(self,iPos,length): # 从iPos位置开始,取长度为length的子串 if iPos>len(self.chars)-1 or iPos<0 or length<1 or
(length+iPos)>len(self.chars): print("无法获取")
else: substr = self.chars[iPos:iPos+length] print("获取的字串为:",substr)
26
第6章 线性表
线性表
相关概念
线性表是最常用的数据结构之一,它是由n(n≥0) 个数据元素(节点)组成的满足如下条件的有限序列 (a0,a1…,an-1):
当i=1,...,n-1 时,ai有且仅有一个直接前趋ai-1; 当i=0,1,...,n-2 时,有且仅有一个直接后继ai+1; 表中第一个元素a0没有前趋; 最后一个元素an-1无后继。 数据元素的个数n称为线性表长度,长度为0时称为空
#判断队列是否为空
return self.items==[]
def enqueue(self,item):
#入队列
self.items.insert(0,item)
def dequeue(self):
#出队列
return self.items.pop()
def size(self):
#队列元素个数
return len(self.items)
队空时:m=0
这种顺序存储方式将可能会发生“假溢出”。随着入队、出 队的进行,整个队列整体向后移动,队尾指针已经移到了最 后,仿佛队列已满,而事实上队列中并未真满,在对头前有 空位置,称这种现象为“假溢出”。
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