#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
typedefstruct Polynomial{
float coef;
int expn;
struct Polynomial *next;
}*Polyn,Polynomial; //Polyn为结点指针类型
voidInsert(Polyn p,Polyn h){
if(p->coef==0) free(p); //系数为0的话释放结点
else{
Polyn q1,q2;
q1=h;q2=h->next;
while(q2&&p->expn<q2->expn){ //查找插入位置
q1=q2;
q2=q2->next;
}
if(q2&&p->expn==q2->expn){ //将指数相同相合并
q2->coef+=p->coef;
free(p);
if(!q2->coef){ //系数为0的话释放结点
q1->next=q2->next;
free(q2);
}
}
else{ //指数为新时将结点插入
p->next=q2;
q1->next=p;
}
}
}//Insert
PolynCreatePolyn(Polyn head,int m){//建立一个头指针为head、项数为m的一元多项式
int i;
Polyn p;
p=head=(Polyn)malloc(sizeof(structPolynomial));
head->next=NULL;
for(i=0;i<m;i++){
p=(Polyn)malloc(sizeof(struct Polynomial));//建立新结点以接收数据
printf("请输入第%d项的系数与指数:",i+1);
scanf("%f%d",&p->coef,&p->expn);
Insert(p,head); //调用Insert函数插入结点
}
return head;
}//CreatePolyn
voidDestroyPolyn(Polyn p){//销毁多项式p
Polyn q1,q2;
q1=p->next;
q2=q1->next;
while(q1->next){
free(q1);
q1=q2;//指针后移
q2=q2->next;
}
}
voidPrintPolyn(Polyn P){
Polyn q=P->next;
int flag=1;//项数计数器
if(!q) { //若多项式为空，输出0
putchar('0');
printf("\n");
return;
}
while (q){
if(q->coef>0&&flag!=1)putchar('+'); //系数大于0且不是第一项
if(q->coef!=1&&q->coef!=-1){//系数非1或-1的普通情况
printf("%g",q->coef);
if(q->expn==1) putchar('X');
else if(q->expn)printf("X^%d",q->expn);
}
else{
if(q->coef==1){
if(!q->expn) putchar('1');
else if(q->expn==1) putchar('X');
else printf("X^%d",q->expn);
}
if(q->coef==-1){
if(!q->expn) printf("-1");
else if(q->expn==1)printf("-X");
else printf("-X^%d",q->expn);
}
}
q=q->next;
flag++;
}//while
printf("\n");
}//PrintPolyn
intcompare(Polyn a,Polyn b){
if(a&&b){
if(!b||a->expn>b->expn) return 1;
else if(!a||a->expn<b->expn) return-1;
else return 0;
}
else if(!a&&b) return -1;//a多项式已空，但b多项式非空
else return 1;//b多项式已空，但a多项式非空
}//compare
PolynAddPolyn(Polyn pa,Polyn pb){//求解并建立多项式a+b，返回其头指针
Polyn qa=pa->next;
Polyn qb=pb->next;
Polyn headc,hc,qc;
hc=(Polyn)malloc(sizeof(struct Polynomial));//建立头结点
hc->next=NULL;
headc=hc;
while(qa||qb){
qc=(Polyn)malloc(sizeof(struct Polynomial));
switch(compare(qa,qb)){
case 1:
{
qc->coef=qa->coef;
qc->expn=qa->expn;
qa=qa->next;
break;
}
case 0:
{
qc->coef=qa->coef+qb->coef;
qc->expn=qa->expn;
qa=qa->next;
qb=qb->next;
break;
}
case -1:
{
qc->coef=qb->coef;
qc->expn=qb->expn;
qb=qb->next;
break;
}
}//switch
if(qc->coef!=0){
qc->next=hc->next;
hc->next=qc;
hc=qc;
}
else free(qc);//当相加系数为0时，释放该结点
}//while
return headc;
}//AddPolyn
PolynSubtractPolyn(Polyn pa,Polyn pb){//求解并建立多项式a+b，返回其头指针
Polyn h=pb;
Polyn p=pb->next;
Polyn pd;
while(p){ //将pb的系数取反
p->coef*=-1;
p=p->next;
}
pd=AddPolyn(pa,h);
for(p=h->next;p;p=p->next) //恢复pb的系数
p->coef*=-1;
return pd;
}//SubtractPolyn
intmain(){
int m,n,flag=0;
float x;
Polyn pa=0,pb=0,pc,pd,pe,pf;//定义各式的头指针，pa与pb在使用前付初值NULL
printf("请输入a的项数:");
scanf("%d",&m);
pa=CreatePolyn(pa,m);//建立多项式a
printf("请输入b的项数:");
scanf("%d",&n);
pb=CreatePolyn(pb,n);//建立多项式a
//输出菜单
printf("**********************************************\n");
printf("操作提示：\n\t1.输出多项式a和b\n\t2.建立多项式a+b\n\t3.建立多项式a-b\n");
printf("\t4.退出\n**********************************************\n");
for(;;flag=0){
printf("执行操作：");
scanf("%d",&flag);
if(flag==1){
printf("多项式a：");PrintPolyn(pa);
printf("多项式b：");PrintPolyn(pb);continue;
}
if(flag==2){
pc=AddPolyn(pa,pb);
printf("多项式a+b：");PrintPolyn(pc);
DestroyPolyn(pc);continue;
}
if(flag==3){
pd=SubtractPolyn(pa,pb);
printf("多项式a-b：");PrintPolyn(pd);
DestroyPolyn(pd);continue;
}
if(flag==4) break;
if(flag<1||flag>4)printf("Error!!!\n");continue;
}//for
DestroyPolyn(pa);
DestroyPolyn(pb);
return 0;
}
一、 调试结果
1. 测试的数据及结果
2. 算法的时间复杂度及改进
算法的时间复杂度：一元多项式的加法运算的时间复杂度为O(m+n）,减法运算的时间复杂度为O(m-n)，其中m，n分别表示二个一元多项式的项数。
问题和改进思想：在设计该算法时，出现了一些问题，例如在建立链表时头指针的设立导致了之后运用到相关的指针时没能很好的移动指针出现了数据重复输出或是输出系统缺省值，不能实现算法。实现加法时该链表并没有向通常那样通过建立第三个链表来存放运算结果，而是再度利用了链表之一来进行节点的比较插入删除等操作。为了使输入数据按指数降序排列，可在数据的输入后先做一个节点的排序函数，通过对链表排序后再进行之后加减运算。
