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  • 单链表之一元多项式求和C++实现

    单链表之一元多项式求和

    一元多项式求和单链表实现伪代码

    1、工作指针 pre、p、qre、q 初始化
    2、while(p 存在且 q 存在)执行下列三种情况之一:
      2.1、若 p->exp < q->exp:指针 p 后移;
      2.2、若 p->exp > q->exp,则
        2.2.1、将结点 q 插到结点 p 之前
        2.2.2、指针 p 指向他原指结点的下一个结点;
      2.3、若 p->exp == q->exp,则
        2.3.1、p->coef = p->coef + q->coef
        2.3.2、若 p->coef == 0,则执行下列操作,否则指针 p 后移,
          2.3.2.1、删除结点 p
          2.3.2.2、使指针 p 指向它原指结点的下一个结点
        2.3.3、删除结点 q
        2.3.4、使指针 q 指向它原指结点的下一个结点
    3、如果 q 不为空,将结点 q 链接在第一个单链表的后面。
    一、一元多项式求和单链表实现头文件:PolynomialOfOneIndeterminateAdd.h

      1 //一元多项式求和头文件
      2 #include<iostream>
      3 using namespace std;
      4 template<class DataType>
      5 //定义单链表结点
      6 struct Node
      7 {
      8   //数据域:非零项的系数和指数
      9   DataType coef, exp;
     10   //指针域
     11   Node<DataType> *next;
     12 };
     13 //定义存放一元多项式的类
     14 template<class DataType>
     15 class Linklist
     16 {
     17 private:
     18   Node<DataType> *first;
     19   //一元多项式的项数
     20   int size;
     21 public:
     22   //构造函数
     23   Linklist();
     24   //初始化一元多项式
     25   void Init();
     26   //输出一元多项式
     27   void Print();
     28   //定义一元多项式的的加法操作
     29   Linklist<DataType> operator+(Linklist &p2);
     30 };
     31 
     32  
     33 
     34 //构造函数
     35 template<class DataType>
     36 Linklist<DataType>::Linklist()
     37 {
     38   first = new Node<DataType>;
     39   first = NULL;
     40   size = 0;
     41 }
     42 
     43  
     44 
     45 //实现一元多项式单链表的初始化
     46 template<class DataType>
     47 void Linklist<DataType>::Init()
     48 {
     49   cout << "多项式的元素个数为:";
     50   cin >> size;
     51   DataType x, y;
     52   cout << "请输入第1项的系数:";
     53   cin >> x;
     54   cout << "请输入第1项的指数:";
     55   cin >> y;
     56   Node<DataType> *m;
     57   m = new Node<DataType>;
     58   m->coef = x;
     59   m->exp = y;
     60   m->next = NULL;
     61   first = m;
     62   for (int i = 2; i <= size; i++)
     63   {
     64     cout << "请输入第" << i << "项的系数:";
     65     cin >> x;
     66     cout << "请输入第" << i << "项的指数:";
     67     cin >> y;
     68     Node<DataType> *n;
     69     n = new Node<DataType>;
     70     n->coef = x;
     71     n->exp = y;
     72     n->next = NULL;
     73     m->next = n;
     74     m = n;
     75   }
     76 }
     77 
     78  
     79 
     80 //实现一元多项式单链表实的输出
     81 template<class DataType>
     82 void Linklist<DataType>::Print()
     83 {
     84   Node<DataType> *m = first;
     85   while (m != NULL)
     86   {
     87     if (m == first)
     88     {
     89       if (m->coef != 0 && m->exp != 0)
     90       {
     91         cout << m->coef << "x^" << m->exp;
     92       }    
     93       else if (m->coef != 0 && m->exp == 0)
     94       {
     95         cout << m->coef;
     96       }    
     97     }
     98     else
     99     {
    100       if (m->coef > 0 && m->exp != 0){
    101         cout << "+" << m->coef << "x^" << m->exp;
    102       }    
    103       else if (m->coef<0 && m->exp != 0)
    104       {
    105         cout << m->coef << "x^" << m->exp;
    106       }    
    107       else if (m->coef>0 && m->exp == 0)
    108       {
    109          cout << "+" << m->coef;
    110       }    
    111       else if (m->coef < 0 && m->exp == 0)
    112       {
    113         cout << m->coef;
    114       }    
    115     }
    116     m = m->next;
    117   }
    118   cout << endl;
    119 }
    120 
    121  
    122 
    123 //实现一元多项式单链表的相加
    124 template<class DataType>
    125 Linklist<DataType> Linklist<DataType>::operator+(Linklist &p2)
    126 {
    127   //声明工作指针
    128   Node<DataType> *pre, *p, *qre, *q;
    129   //初始化工作指针
    130   pre = this->first; 
    131   p = pre->next;
    132   qre = p2.first;
    133   q = qre->next;
    134   while (p != NULL&&q != NULL)
    135   {
    136     //p->exp < q->exp:指针 p 后移
    137     if (p->exp < q->exp)
    138     {
    139       pre = p;
    140       p = p->next;
    141     }
    142     //p->exp > q->exp:将结点 q 插到结点 p 之前,指针 p 指向他原指结点的下一个结点
    143     if (p->exp > q->exp)
    144     {
    145       Node<DataType> *s;
    146       s = q->next;
    147       pre->next = q;
    148       q->next = p;
    149       q = s;
    150     }
    151     //p->exp == q->exp:
    152     if (p->exp == q->exp)
    153     {
    154       //p->coef = p->coef + q->coef
    155       p->coef = p->coef + q->coef;
    156       if (p->coef == 0)
    157       {
    158         //使指针 p 指向它原指结点的下一个结点
    159         pre->next = p->next;
    160         //删除结点 p
    161         delete p;
    162         p = p->next;
    163       }
    164       else
    165       {
    166         pre = p;
    167         p = pre->next;
    168       }
    169       //使指针 q 指向它原指结点的下一个结点
    170       qre->next = q->next;
    171       //删除结点 q
    172       delete q;
    173       q = qre->next;
    174     }
    175   }
    176   //如果 q 不为空,将结点 q 链接在第一个单链表的后面。
    177   if (q != NULL)
    178   {
    179     pre->next = q;
    180     delete p2.first;
    181   }
    182   return *this;
    183 }

    二、测试一元多项式单链表实现的源程序:TestPolynomialOfOneIndeterminateAdd.cpp

     1 #include<iostream>
     2 //引入一元多项式之单链表实现的头文件
     3 #include "PolynomialOfOneIndeterminateAdd.h"
     4 using namespace std;
     5 
     6 int main()
     7 {
     8   //声明一元多项式单链表
     9   Linklist<int> p1, p2, p3;
    10   cout << "请按指数由小到大的顺序定义多项式A(x):" << endl;
    11   p1.Init();
    12   cout << "输入的多项式A(x)为:";
    13   p1.Print();
    14   cout << "
    请按指数由小到大的顺序定义多项式B(x):" << endl;
    15   p2.Init();
    16   cout << "输入的多项式B(x)为:";
    17   p2.Print();
    18   //一元多项式相加
    19   p3 = p1 + p2;
    20   cout << "
    多项式A(x)和多项式B(x)的和为:" << endl;
    21   p3.Print();
    22   return 0;
    23 }

    三、运行示例结果

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