資料結構中基本運算驗證性實踐路線建議——以順序表為例，資料結構路線

資料結構中基本運算驗證性實踐路線建議——以順序表為例，資料結構路線

　　在資料結構的學習中，掌握基本運算是一個基礎性的工作。這種“抽象”層級的成果，適用於各種應用場合，也是訓練計算思維的根本依託之一。
　　在實踐性的學習路線中，實踐可以分為三個層次：驗證性、設計性和綜合性。驗證性實驗是最初步和基本的的，通過驗證課堂講的、書上寫的內容，加深對相關知識的理解；設計性實驗鍛煉的是運用某些基本知識和原理解決問題的能力；而綜合性實驗則達到綜合運用多方面的知識，解決實際問題的目標。
　　本文以順序表為例，結合“0207將演算法變程式”[視頻]部分建議的方法，將順序表部分的演算法變成程式。提供一個驗證性學習路線的建議，試圖設計一個支架，協助完成這一基本環節有困難的同學順利起步，也協助其他能順利學習的同學進一步理清思路。

（1）初始化線性表InitList(&L)：構造一個空的線性表L（2）銷毀線性表DestroyList(&L)：釋放線性表L佔用的記憶體空間（3）判線性表是否為空白表ListEmpty(L)：若L為空白表，則返回真，否則返回假（4）求線性表的長度ListLength(L)：返回L中元素個數（5）輸出線性表DispList(L):當線性表L不為空白時，順序顯示L中各節點的範圍（6）求線性表L中指定位置的某個資料元素GetElem(L,i,&e)：用e返回L中第 i 個元素的值（7）尋找元素LocateElem(L,e)：返回線性表L中第1個與e相等的序號，找不到返回0（8）插入元素ListInsert(&L, i, &e)：線上性表L中的第i個位置插入元素e；（9）刪除元素ListDelete(&L, i, &e)：線上性表L中刪除第i個元素，有e返回刪除的值；

　　驗證性實驗的設計依據“最小化”的原則進行測試。所謂最小化原則，指的是利用儘可能少的基本運算，組成一個程式，並設計main函數完成測試。
　　以順序表為例，給出建議的過程：
　　（1）目的是要測試“建立線性表”的演算法CreateList，為查看建表的結果，需要實現“輸出線性表”的演算法DispList。在研習DispList中發現，要輸出線性表，還要判斷表是否為空白，這樣，實現判斷線性表是否為空白的演算法ListEmpty成為必要。這樣，再加上main函數，這個程式由4個函數構成。main函數用於寫測試相關的代碼。

#include <....>   //必要的庫檔案包括#define ...       //必要的宏定義//聲明實現演算法的自訂函數，以及其他必要的自訂函數//定義用於驅動測試的main函數int mian(){    return 0;}//定義各個自訂函數

切記：（1）無從下手時，要找到參考，這是要“借力”；（2）找到參考，並未解決問題，觀摩之後，丟開參考，自行完成，這是根本的目標。用這樣的“抄之有道”，抄來的在心裡，最終的成果，來自你的心中、腦中和手中。

　　下面是對應的程式：

#include <stdio.h>#include <malloc.h>#define MaxSize 50    //Maxsize將用於後面定義儲存空間的大小typedef int ElemType;  //ElemType在不同場合可以根據問題的需要確定，在此取簡單的inttypedef struct{    ElemType data[MaxSize];  //利用了前面MaxSize和ElemType的定義    int length;} SqList;//自訂函式宣告部分void CreateList(SqList *&L, ElemType a[], int n);//用數組建立線性表void DispList(SqList *L);//輸出線性表DispList(L)bool ListEmpty(SqList *L);//判定是否為空白表ListEmpty(L)//實現測試函數int main(){    SqList *sq;    ElemType x[6]= {5,8,7,2,4,9};    CreateList(sq, x, 6);    DispList(sq);    return 0;}//下面實現要測試的各個自訂函數//用數組建立線性表void CreateList(SqList *&L, ElemType a[], int n){    int i;    L=(SqList *)malloc(sizeof(SqList));    for (i=0; i<n; i++)        L->data[i]=a[i];    L->length=n;}//輸出線性表DispList(L)void DispList(SqList *L){    int i;    if (ListEmpty(L))        return;    for (i=0; i<L->length; i++)        printf("%d ",L->data[i]);    printf("\n");}//判定是否為空白表ListEmpty(L)bool ListEmpty(SqList *L){    return(L->length==0);}

運行結果如下，符合預期：

　　（2）在已經建立線性表的基礎上，求線性表的長度ListLength、求線性表L中指定位置的某個資料元素GetElem、尋找元素LocateElem的演算法都可以實現了。就在原程式的基礎上增加：
　　 增加求線性表的長度ListLength的函數並測試；
　　 增加求線性表L中指定位置的某個資料元素GetElem的函數並測試；
　　 增加尋找元素LocateElem的函數並測試；
　　如果完成尚有難度，請逐個增加並測試。下面是將這三個要求全部完成後的結果：

#include <stdio.h>#include <malloc.h>#define MaxSize 50    //Maxsize將用於後面定義儲存空間的大小typedef int ElemType;  //ElemType在不同場合可以根據問題的需要確定，在此取簡單的inttypedef struct{    ElemType data[MaxSize];  //利用了前面MaxSize和ElemType的定義    int length;} SqList;//自訂函式宣告部分void CreateList(SqList *&L, ElemType a[], int n);//用數組建立線性表void DispList(SqList *L);//輸出線性表DispList(L)bool ListEmpty(SqList *L);//判定是否為空白表ListEmpty(L)int ListLength(SqList *L); //求線性表的長度ListLength(L)bool GetElem(SqList *L,int i,ElemType &e); //求某個資料元素值GetElem(L,i,e)int LocateElem(SqList *L, ElemType e); //按元素值尋找LocateElem(L,e)//實現測試函數int main(){    SqList *sq;    ElemType x[6]= {5,8,7,2,4,9};    ElemType a;    int loc;    CreateList(sq, x, 6);    DispList(sq);    printf("表長度：%d\n", ListLength(sq));  //測試求長度    if(GetElem(sq, 3, a))  //測試在範圍內的情形        printf("找到了第3個元素值為：%d\n", a);    else        printf("第3個元素超出範圍！\n");    if(GetElem(sq, 15, a))  //測試不在範圍內的情形        printf("找到了第15個元素值為：%d\n", a);    else        printf("第15個元素超出範圍！\n");    if((loc=LocateElem(sq, 8))>0)  //測試能找到的情形        printf("找到了，值為8的元素是第 %d 個\n", loc);    else        printf("值為8的元素木有找到！\n");    if((loc=LocateElem(sq, 17))>0)  //測試不能找到的情形        printf("找到了，值為17的元素是第 %d 個\n", loc);    else        printf("值為17的元素木有找到！\n");    return 0;}//下面實現要測試的各個自訂函數//用數組建立線性表void CreateList(SqList *&L, ElemType a[], int n){    int i;    L=(SqList *)malloc(sizeof(SqList));    for (i=0; i<n; i++)        L->data[i]=a[i];    L->length=n;}//輸出線性表DispList(L)void DispList(SqList *L){    int i;    if (ListEmpty(L))        return;    for (i=0; i<L->length; i++)        printf("%d ",L->data[i]);    printf("\n");}//判定是否為空白表ListEmpty(L)bool ListEmpty(SqList *L){    return(L->length==0);}//求線性表的長度ListLength(L)int ListLength(SqList *L){    return(L->length);}//求某個資料元素值GetElem(L,i,e)bool GetElem(SqList *L,int i,ElemType &e){    if (i<1 || i>L->length)        return false;    e=L->data[i-1];    return true;}//按元素值尋找LocateElem(L,e)int LocateElem(SqList *L, ElemType e){    int i=0;    while (i<L->length && L->data[i]!=e) i++;    if (i>=L->length)        return 0;    else        return i+1;}

　　運行結果是：

　　（3）其餘的4個基本運算：插入資料元素ListInsert、刪除資料元素ListDelete、初始化線性表InitList、銷毀線性表DestroyList都可以同法完成。
　　剛才的測試函數已經變得龐大。基本運算的模組保留，用於測試的main函數可以改變。main函數的針對性越強，實踐越有效。
　　例如，下面的測試函數，目標就是初始化線性表InitList和插入資料元素ListInsert兩個演算法：

//實現測試函數int main(){    SqList *sq;    InitList(sq);    ListInsert(sq, 1, 5);    ListInsert(sq, 2, 3);    ListInsert(sq, 1, 4);    DispList(sq);    return 0;}

得到的結果是：
　　

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