数据结构——多项式的创建(链式存储)

时间:2024-05-23 09:43:47

       和顺序存储结构相比,利用链式存储结构更加灵活,更适合表示一般的多项式,合并过程的空间复杂度为O(1),所以较为常用。本篇文章先来讲解多项式的创建。

       多项式的创建方法类似于链表的创建方法,区别在于多项式链表是一个有序表,每项的位置要经过比较才能确定。首先初始化一个空链表用来表示多项式,然后逐个输入各项,通过比较,找到第一个大于该输入项指数的项,将输入项插到此项的前面,这样既可保证多项式链表的有序性。

       算法步骤:

              1.创建一个只有头结点的空链表。

              2.根据多项式的项的个数n,循环n次执行以下操作:

                            ①  生成一个新节点*s;

                            ②  输入多项式当前项的系数和指数赋给新节点*s的数据域;

                            ③  设置一个前驱指针pre,用于指向待找到的第一个大于输入项指数的结点的前驱,pre初值指向头结点;

                            ④  指针q初始化,指向首元结点;

                            ⑤  循链向下逐个比较链表中当前结点与输入项指数,找到第一个大于输入项指数的结点*q;

                            ⑥  将输入项结点*s插入到结点*q之前。

       算法描述:

/**
*    结构体如下:
*/
typedef struct PNode
{
    float coef;            //系数
    int expn;              //指数
    struct PNode *next;    //指针域
}PNode,*Polynomial;
/**
*    核心代码如下:
*/
void CreatePolyn(Polynomial &p,int n)
{
    P = new PNode;
    P->next = NULL;                    //先建立一个带头结点的单链表
    for(i = 1;i <= n;++i)              //依次输入n个非零项
    {
         s = new PNode;                 //生成新节点
         cin>>s->coef>>s->expn;         //输入系数和指数
         pre = p;                       //pre用于保存q的前驱,初值为头结点
         q = p->next;                   //q初始化,指向首元结点
         while(q&&q->expn < s->expn)    //通过比较指数找到第一个大于输入项指数的项*q
         {
             pre = q;
             q = q-next;
         }
         s->next = q;
         pre->next = s;                 //将输入项s插入到q和其前驱结点pre之间
     }
}

       因为是伪代码,可能看起来有点吃力,下面根据实例来重新理解一遍。

       待创建多项式:A(x) = 7+3x+9x^8+5x^17

1、根据6,7行代码,首先创建一个空链表

                数据结构——多项式的创建(链式存储)

2、根据待创建多项式,有4项,所以第8行的n为4,这里需要循环添加4个结点。

3、第10、11行,根据上面结构体,随机创建一个包含系数、指数的新结点S。

             数据结构——多项式的创建(链式存储)

4、第12、13行,pre是用来保存q的前驱,初始指向头结点,q初始化指向首元结点。

              数据结构——多项式的创建(链式存储)

5、因为当前链表为空,所以q当前为NULL,所以14行的循环不满足条件,执行19行。

6、第19、20行,将输入项s插入到q和其前驱结点pre之间。

              数据结构——多项式的创建(链式存储)

7、下面循环回到第10行,来随机创建第二个新结点S。

                      数据结构——多项式的创建(链式存储)

8、第12、13行,pre是用来保存q的前驱,初始指向头结点,q初始化指向首元结点。

                         数据结构——多项式的创建(链式存储)

9、因为首元结点的指数大于输入项的指数,所以14行的循环不满足条件,执行19行。

10、第19、20行,将输入项S插入到q和其前驱结点pre之间。

                       数据结构——多项式的创建(链式存储)

11、下面循环回到第10行,来随机创建第三个新结点S。

       数据结构——多项式的创建(链式存储)

12、第12、13行,pre是用来保存q的前驱,初始指向头结点,q初始化指向首元结点。

          数据结构——多项式的创建(链式存储)

13、因为当前q不为空,并且首元结点的指数小于输入项S的指数,所以14行的循环满足条件,执行循环语句。pre指向q,q指向下一个结点。

          数据结构——多项式的创建(链式存储)

14、循环到14行,发现当前q结点的指数还小于输入项S的指数,所以14行的循环满足条件,执行循环语句。pre指向q,q指向下一个结点。

       数据结构——多项式的创建(链式存储)

15、循环到14行,因为q当前为NULL,所以14行的循环不满足条件,执行19行。

16、第19、20行,将输入项S插入到q和其前驱结点pre之间。

        数据结构——多项式的创建(链式存储)

17、第四个结点与上面同理,就不再演示,到此就完成了多项式的创建。

 

       只看程序可能不太懂,这时候就需要我们在纸上跑一边代码,会更好的理解它。