实验报告2 链表倒置问题.doc

### 实验报告2：链表倒置问题 #### 一、实验目的 本次实验的主要目的是理解和掌握链表的基本操作，并通过这些操作实现顺序表（在本实验中采用链表实现）的倒置功能。具体包括以下几点： 1. **熟悉链表的操作**：通过实际编程实践，加深对链表这种数据结构的理解，特别是对链表节点的创建、插入、删除等基本操作。 2. **链表倒置实现**：学习如何利用链表的特性来完成顺序表的倒置，即把原顺序表中的元素按照相反的顺序重新排列。 #### 二、实验内容 实验的具体任务是设计并实现一个函数，该函数接收一个顺序表作为输入，并返回一个新的顺序表，其中所有元素的顺序与原顺序表相反。这里提到的“顺序表”实际上是用链表实现的，因此主要关注的是链表的倒置。 #### 三、解题方法 ##### 3.1 求解方法 对于链表的倒置，可以采用逐个元素交换的方法。具体步骤如下： 1. **初始化**：首先定义链表的数据结构和相关变量。 2. **元素交换**：从链表的第一个元素开始，与最后一个元素交换位置；然后是第二个元素与倒数第二个元素交换，以此类推，直到遍历到链表的中间位置。 3. **终止条件**：当交换次数达到链表长度的一半时停止。 ##### 3.2 数据结构 定义链表的节点结构如下： ```c typedef struct LNode { int data; struct LNode *next; } LNode, *LinkList; ``` 其中，`data` 用于存储链表中的数据，`next` 是指向下一个节点的指针。 ##### 3.3 算法描述 1. **初始化**：首先定义链表的头结点 `L` 和指针 `p`。 2. **创建链表**：使用 `CreatList_L` 函数创建一个链表。 3. **倒置链表**：实现 `change` 函数来进行链表的倒置。 4. **循环处理**：遍历链表，每次将当前节点与其对应的对称节点进行交换，直到遍历至链表中间。 ##### 3.4 算法复杂性分析 1. **时间复杂度**：对于长度为 n 的链表，需要进行 n/2 次元素交换，每次交换涉及 3 步操作（获取节点地址、交换节点、更新指针），因此总的操作次数为 3*(n/2)。时间复杂度为 O(n)，即线性时间复杂度。 2. **空间复杂度**：除了链表本身的空间消耗外，额外需要的空间为常数级别，因此空间复杂度为 O(1)。 #### 四、程序设计 ##### 4.1 数据结构 如前所述，本实验使用的数据结构为单向链表。 ##### 4.2 源程序 根据实验要求，提供了一个完整的 C 语言源程序示例。其中包括链表的创建 (`CreatList_L`) 和链表倒置 (`change`) 的实现。 #### 五、上机实验 ##### 5.1 实验环境 本实验在 Microsoft Visual C++ 2005 Express Edition 环境下进行开发和测试。 ##### 5.2 输入数据 实验中使用的输入数据为随机生成的数据，需要注意处理边界情况（例如空链表或只有一个节点的链表）。 ##### 5.3 实验结果 经过调试和测试，链表倒置功能实现正确，能够成功地将输入的链表进行倒置。 #### 六、总结 通过本次实验，不仅掌握了链表的基本操作，还学会了如何利用这些操作实现更复杂的任务——顺序表的倒置。整个过程中，从算法设计到程序实现再到最后的调试和测试，都锻炼了编程能力和解决问题的能力。