数据结构实验报告 实验一 线性表链式存储运算的算法实现 (2).pdf

在本实验报告中，主题是线性表的链式存储及其相关的算法实现，这属于数据结构中的基础内容。线性表是一种基本的数据结构，由有限个相同类型元素组成，元素间存在一对一的前后顺序关系。在计算机科学中，线性表可以采用顺序存储或链式存储两种方式。 链式存储是线性表的一种高效实现方式，特别是在处理动态变化的数据量时。在这个实验中，主要涉及了链表的建立、插入、删除和输出等操作。链式存储的线性表由一系列节点组成，每个节点包含数据域和指针域，指针域指向下一个节点。 1. 链表的建立： 实验中，`creaListR1()` 函数使用尾插入法建立带头结点的单链表。分配内存创建头结点，然后通过循环读取用户输入的数据，直到遇到终止符 "#"。在每次循环中，函数会检查当前数据是否已存在于链表中，如果不存在，则创建新节点并将其添加到链表尾部。这种方法的优点是简化了插入操作，因为只需要改变尾节点的指针。 2. 链表的插入： `Insert()` 函数实现了链表的插入操作。分配内存创建新节点，接着读取要插入的数据和插入位置。通过遍历链表，找到插入位置，然后将新节点插入到相应位置。插入操作的时间复杂度通常为 O(n)，因为在最坏情况下，需要遍历整个链表找到插入位置。 3. 链表的删除： `DeleteList()` 函数负责链表的删除操作。它首先查找指定键值的节点，如果找不到则退出程序。找到后，找到待删除节点的前一个节点，并更新其指针以跳过待删除节点，然后释放被删除节点的内存。删除操作同样具有 O(n) 的时间复杂度，因为可能需要遍历链表找到待删除的节点。 4. 空间复杂度和时间复杂度分析： 在链式存储的线性表中，由于节点之间的连接通过指针实现，空间需求除了数据本身外，还包括每个节点的指针域。插入和删除操作的主要时间消耗在于寻找目标节点，因此它们的时间复杂度为 O(n)。相比之下，顺序存储结构的插入和删除操作可能需要移动大量元素，效率相对较低。 5. 顺序存储与链式存储的比较： 顺序存储结构（如数组）在内存中是连续的，访问速度快，但插入和删除操作可能涉及大量元素的移动，效率较低。链式存储结构虽然牺牲了一定的访问速度，但在插入和删除操作上更为灵活，尤其适用于数据量变化大的情况。根据实际应用的需求，可以选择适合的存储结构。 通过本次实验，学习者不仅掌握了链式存储结构的 C 语言实现，还了解到如何分析算法的时间和空间复杂度，以及不同存储结构的特点和适用场景。这对于理解数据结构和算法的基础知识，以及未来在互联网行业中解决实际问题都具有重要意义。