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实验报告4（使用顺序表和单链表,进行有序表的合并）

news 2025/10/10 22:45:28

一、实验目的：

熟练使用顺序表和单链表,进行有序表的合并。

二、实验仪器或设备：

操作系统：Windows11

编程环境：Dev-cpp 5.11

三、算法总体设计

(一)使用单链表进行有序表的合并

1. 打印链表

2. 合并两个有序链表

3. 释放链表内存

（二）使用顺序表进行有序表的合并

1.利用顺序表合并有序表

2. 释放合并后数组的内存

四、实验步骤（包括主要步骤、命令分析等）

(一)使用单链表进行有序表的合并

 1 #include <iostream>
 2  using namespace std;
 3 // 单链表节点定义
 4 struct ListNode {
 5     int val;
 6     ListNode* next;
 7     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 8 }; 
 9 // 打印链表
10 void printList(ListNode* head) {
11     ListNode* current = head;
12     while (current != NULL) {
13        cout << current->val << " ";
14         current = current->next;
15     }
16    cout << endl;
17 } 
18 // 合并两个有序链表
19 ListNode* mergeSortedLists(ListNode* l1, ListNode* l2) {
20     // 创建一个哑节点作为新链表的头部
21     ListNode dummy(0);
22     ListNode* tail = &dummy;
23     while (l1 != NULL && l2 != NULL) {
24         if (l1->val <= l2->val) {
25             tail->next = l1;
26             l1 = l1->next;
27         } else {
28             tail->next = l2;
29             l2 = l2->next;
30         }
31         tail = tail->next;
32     }
33     // 添加剩余节点
34     tail->next = (l1 != NULL) ? l1 : l2; 
35     return dummy.next;
36 }
37 // 创建链表
38 ListNode* createList(int* values, int size) {
39     if (size == 0) return NULL;
40     ListNode* head = new ListNode(values[0]);
41     ListNode* current = head;
42     for (int i = 1; i < size; ++i) {
43         current->next = new ListNode(values[i]);
44         current = current->next;
45     }
46     return head;
47 }
48 // 释放链表内存
49 void freeList(ListNode* head) {
50     ListNode* current = head;
51     while (current != NULL) {
52         ListNode* next = current->next;
53         delete current;
54         current = next;
55     }
56 }
57 int main() {
58     // 创建第一个有序链表
59     int arr1[] = {1, 3, 5, 7};
60     ListNode* list1 = createList(arr1, 4);
61     // 创建第二个有序链表
62     int arr2[] = {2, 4, 6, 8};
63     ListNode* list2 = createList(arr2, 4);
64     // 合并两个有序链表
65     ListNode* mergedList = mergeSortedLists(list1, list2);
66     // 打印合并后的链表
67     cout << "合并后的链表: ";
68     printList(mergedList);
69     freeList(mergedList); // 合并后的链表
70     return 0;
71 }

（二）使用顺序表进行有序表的合并

 1 #include <cstdlib> 
 2 #include <iostream>
 3  using namespace std;
 4 int* mergeSortedArrays(int* arr1, int size1, int* arr2, int size2) {
 5     int totalSize = size1 + size2;
 6     int* mergedArray = (int*)std::malloc(totalSize * sizeof(int)); // 动态分配内存
 7     if (!mergedArray) {
 8         // 处理内存分配失败的情况
 9         cerr << "Memory allocation failed" << endl;
10         exit(EXIT_FAILURE);
11     }
12     int i = 0, j = 0, k = 0;
13     while (i < size1 && j < size2) {
14         if (arr1[i] < arr2[j]) {
15             mergedArray[k++] = arr1[i++];
16         } else {
17             mergedArray[k++] = arr2[j++];
18         }
19     }
20     while (i < size1) {
21         mergedArray[k++] = arr1[i++];
22     }
23     while (j < size2) {
24         mergedArray[k++] = arr2[j++];
25     }
26     return mergedArray; // 返回指向合并后数组的指针
27 }
28 int main() {
29     int arr1[] = {1, 3, 5, 7};
30     int arr2[] = {2, 4, 6, 8};
31     int size1 = sizeof(arr1) / sizeof(arr1[0]);
32     int size2 = sizeof(arr2) / sizeof(arr2[0]);
33 
34     int* mergedArray = mergeSortedArrays(arr1, size1, arr2, size2);
35     cout << "合并后的链表: ";
36     for (int i = 0; i < size1 + size2; ++i) {
37        cout << mergedArray[i] << " ";
38     }
39     cout << endl;
40   free(mergedArray);
41 
42     return 0;
43 }