c++链表实现多项式相加

2023-11-06

链表实现多项式相加

例如,已知多项式 L 1 L_1 L1, L 2 L_2 L2如下:
{ L 1 = 4 x 5 + 3 x 4 + 2 x 2 + x + 6 L 2 = 6 x 7 + 5 x 4 + 3 x 3 + 7 x \begin{cases} L_1=4x^5+3x^4+2x^2+x+6 \\ L_2=6x^7+5x^4+3x^3+7x\\ \end{cases} {L1=4x5+3x4+2x2+x+6L2=6x7+5x4+3x3+7x根据以上条件求二者的和 L 3 = L 1 + L 2 L_3=L_1+L_2 L3=L1+L2

数据结构

若用两个定长数组来表示每一项的系数和指数,由于多项式的项数多变,很难确定预分配的空间大小,极易造成空间浪费或者索引越界。故较好的表示方法是用链表。

结构体定义

每个节点包括一个系数域c,一个指数域e和一个指向下一节点的指针域

#include<iostream>
using namespace std;
typedef struct node{
	node *next;
	int c;
	int e;
}node,*List;

链表(多项式)初始化

为链表创建一个头结点,便于表示

void Init(List &L)
{
	L=new node;
	L->next=NULL;
}

Insert()插入单个节点(多项式的某一项)

由于每次输入时都是一个节点(多项式的某一项)故将这块代码写了个函数

void Insert(List &L,int c,int e)
{
	List s=new node;
	s->c=c;
	s->e=e;
	L->next=s;
	s->next=NULL;
	L=L->next; //因为采用尾插法,故插入完将指针移至最后一项
}

input()输入

将输入部分代码包装起来,便于输入多个多项式

注:输入多项式时要降幂输入,得到的结果才是降幂输出

void input(List &L)
{
	int c,e;
	cout<<"输入系数:"<<endl;
	cin>>c;
	List p=L;
	while(c)
	{
		cout<<"输入指数:"<<endl;
		cin>>e;
		Insert(p,c,e);
		cout<<"请输入下一项的系数,若输入完毕,请按0回车:";
		cin>>c;
	}
}

sum()求和函数

将多项式L1和L2相加得到L3

List sum(List L1,List L2)
{
	List L3;
	Init(L3);
	List p1=L1->next,p2=L2->next,p3=L3;//p1,p2分别指向多项式 L1 和 L2 的首项,p3指向L3中待插入位置的前一项。
	while(p1&&p2)
	{
		if(p1->e==p2->e)
		{
			Insert(p3,p1->c+p2->c,p1->e);
			p1=p1->next;
			p2=p2->next;
		}
		else if( (p1->e) > (p2->e))
		{
			Insert(p3,p1->c,p1->e);
			p1=p1->next;
		}
		else
		{
			Insert(p3,p2->c,p2->e);
			p2=p2->next;
		}
	}
	while(p2)
	{
		Insert(p3,p2->c,p2->e);
		p2=p2->next;
	}
	while(p1)
	{
		Insert(p3,p1->c,p1->e);
		p1=p1->next;
	}
	return L3;
}

print()输出函数

将链表(多项式)信息输出到屏幕

void print(List L)
{
	List p=L->next;
	int count=0;
	while(p)
	{
		if (count==0)
			cout<<p->c<<"x^"<<p->e;
		else
			cout<<" + "<<p->c<<"x^"<<p->e;
		count++;
		p=p->next;
	}
	cout<<endl;
}

测试代码

int main()
{
	List L1;
	Init(L1);
	cout<<"输入多项式L1:"<<endl;
	input(L1);
	cout<<"多项式L1为:";
	print(L1);
	List L2;
	Init(L2);
	cout<<"输入多项式L2:"<<endl;
	input(L2);
	cout<<"多项式L2为:";
	print(L2);
	List L3=sum(L1,L2);
	cout<<"多项式L1与多项式L2的和L3为:";
	print(L3);
	system("pause");
}

测试结果

测试结果

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