实验内容:
利用线性表实现一个一元多项式Polynomial
f(x) = a0 + a1x + a2x2 + a3x3 + … + anxn
要求:
1. 能够实现一元多项式的输入和输出
2. 能够进行一元多项式相加
3. 能够进行一元多项式相减
4. 能够计算一元多项式在x处的值
5. 能够计算一元多项式的导数(选作)
6. 能够进行一元多项式相乘(选作) 7. 编写测试main()函数测试线性表的正确性
2. 程序分析
由于多项式是线性结构,故选择线性表来实现,在这个程序中我采用的是单链表结构,每个结点代表一个项,多项式的每一项可以用其系数和指数唯一的表示。如果采用顺序存储,那么对于结点的插入和删除的操作会比较麻烦,而且顺序表的结点个数固定,对于可能发生的情况无法很好的处理,而采用链表就会简单许多,还能自由控制链表的长度。
两个多项式要进行多次的计算,为了保护原始的数据,方便进行以后的计算,故选择把结果存储在一个新建的链表里。
2.1本程序完成的主要功能:
1. 输入和输出:需要输入的信息有多项式的项数,用来向系统动态申请内存;多项式
各项的系数和指数,用来构造每个结点,形成链表。输出即是将多项式的内容
向屏幕输出。
2. 多项式相加与相减:多项式的加减要指数相同即是同类项才能实现,所以在运算时
要注意判断指数出现的各种不同的情况,分别写出计算方法。将每项运算得到
的结果都插入到新的链表中,形成结果多项式。
3. 多项式的求导运算:多项式的求导根据数学知识,就是将每项的系数乘以指数,将
指数减1即可,将每项得到的结果插入到结果多项式的链表中。
4. 多项式在某点的值:由用户输入x的值,然后求出每项的值相加即可。
2.2存储结构
单链表: 其定义的结点包括三部分:系数、指数以及下一个结点的地址
2.3关键算法分析
[内容要求]
关键算法:
1.一元多项式求和算法:
[1]初始化工作指针p和q,以及p节点前驱节点指针p_prior
[2]若p和q都不为空,则循环以下操作:
[2.1]若p->data.expdata.exp,则p_prior=p;p=p->nenx;
[2.2]否则,若p->data.exp>q->data.exp,则:
[2.2.1]将q结点加入到A链表p结点之前
[2.2.2]q指向B链表的下一个结点
[2.3]否则:p->data.coef=p->data.coef+q->data.coef;
[2.3.1]若p->data.coef为0,则删除结点p
[2.3.2]p指向下一个结点
[2.3.3]删除q结点
[2.3.4]q指向下一个结点
[3]若p为空并且q不为空,则将q结点及其后所有结点追加到A链表的最后端
[4]将B链表 制成空链表
2.一元多项式求导
[1]初始化工作指针p及p_prior
[2]若p不为空,循环以操作
[2.1]若p->data.exp=0;p_prior->next=p->next; p; p=p_prior;
[2.2]否则 p->data.coef*=p->data.exp; p->data.exp--;
3.一元多项式求在X处的值
[1]初始化工作指针p,定义会参数a
[2]若p不为空,循环以下操作
a+=p->data.coef*pow(x,p->data.exp);
p=p->next;
4.输出多项式
[1]获取头结点;
[2]循环n-1次(n为多项式的项数)
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