計算機軟件基礎 上機實驗報告（一）
XXXXXX 班 XXX
1. 實驗目的 掌握線性表在順序分配下的插入與刪除運算；掌握線性表的鏈式存儲結構；掌握插入排序的方法；并掌握一種產生隨機數的方法。
2. 實驗內容 1． 產生 1000 個 0 至 999 間的隨機整數，并以產生的次序存入一個數據文件中。
2． 編制一個程序，依次實現以下功能：
(1) 定義一個有序（非遞減）線性表，其最大容量為 1000，初始時為空。
(2) 從由 1 產生的數據文件中依次取前 N 個隨機整數，陸續插入到此線性表中，并要求在每次插入后保持線性表的有序性。最后將此有序線性表打印輸出。
(3) 在由（2）產生的線性表中，依在 1 中產生的次序逐個將元素刪除，直至表空為止。
3． 以 N=100 及 N=400 分別運行 2 的程序，并比較它們的運行時間。
4． 編寫一個程序，用插入排序依次將 1 中產生的 1000 個隨機整數鏈接成有序鏈表（不改變原隨機數在存儲空間中的順序）。
3. 源代碼與運行結果 #include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<time.h>
/** 1_1 產生 1000 個 0 至 999 間的隨機整數，并以產生的次序存入一個數據文件(1_1.txt)中。
**/
main() {
FILE *fo=fopen("1_1.txt","w");
int i,j;
srand((unsigned)time(0));
for (i=0;i<=999;i++) fprintf(fo,"%d\n",rand()%1000);
fclose(fo);
printf("1000 個隨機數已輸出至目錄下 1_1.txt 文件\n");
system("pause"); } 輸出文件 1_1.txt 如下：（因輸出文本長度緣故，此處只截了一幅圖）
#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<time.h>
/** 1_2 從數據文件(1_1.txt)中讀取數據，進行插入排序，然后屏幕輸出。
再依序刪除。
1_3 以 N=100 及 N=400 分別運行 2 的程序，并比較它們的運行時間。
**/
#define N 1000
main() {
int a[N]={0};
int i,j,m,w,num=0;
FILE *fi=fopen("1_1.txt","r");
clock_t start,finish;
double duration;
//Part 1 ：
start=clock();
m=0;
fscanf(fi,"%d",&num);
a[0]=num;
w=m;
for (j=1;j<=N-1;j++)
{
w=m;
fscanf(fi,"%d",&num);
while ((a[w]>num)&&(w>=0)) w--;
w++;
for(i=m;i>=w;i--) a[i+1]=a[i];
a[w]=num;
m++;
}
finish=clock();
duration=(double)(finish - start)/CLOCKS_PER_SEC;
printf("執行 %d 個數據插入操作完成！用時：%f 秒，得到線性表如下：\n",m+1,duration);
for (i=0;i<N;i++) printf("%d ",a[i]);
fclose(fi);
//Part 2 :
start=clock();
for (j=0;j<=N-1;j++)
{
w=0;
fscanf(fi,"%d",&num);
while (a[w]<num) w++;
for(i=m;i<m;i++) a[i]=a[i+1];
a[m]=0;
m--;
}
finish=clock();
duration=(double)(finish - start)/CLOCKS_PER_SEC;
printf("\n\n 刪除操作完成！用時：%f 秒，得到線性表如下：\n",duration);
for (i=0;i<N;i++) printf("%d ",a[i]);
printf("\n");
fclose(fi);
system("pause"); }
程序運行輸出結果如下：（因輸出文本長度緣故，此處只截了兩幅圖）
#include<stdio.h> #include<stdlib.h>
/**
1_4 編寫一個程序，用插入排序依次將 1_1.txt 中的 1000 個隨機整數鏈接成有序鏈表 （不改變原隨機數在存儲空間中的順序）
**/
#define N 1000 main() {
struct data
{
int num;
struct data *next;
};
struct data *n, *head, *temp;
FILE *fi=fopen("1_1.txt","rt");
int i,a=0;
n=(struct data*)malloc(sizeof(struct data));
n->next=NULL;
fscanf(fi,"%d",&a);
n->num=a;
head=n;
for (i=1;i<=N-1;i++)
{
n=(struct data*)malloc(sizeof(struct data));n->next=NULL;
fscanf(fi,"%d",&a);
n->num=a;
temp=head;
if ((n->num)<=(temp->num)) // n 為目前最小值
{
n->next=temp;
head=n;
}
else
{
while ( ((temp->next)!=NULL) && ((n->num) > ((temp->next)->num)) )
temp=temp->next;
if (temp->next==NULL) temp->next=n; // n 為目前最大值
else // n 插入鏈表
{
n->next=temp->next;
temp->next=n;
}
}
}
printf("插入排序完成\n");
printf("數據最小元素：%d\n",head->num);
printf("完整數據輸出：\n");
temp=head;
while (temp->next!=NULL) {printf("%d ",temp->num); temp=temp->next;}
fclose(fi);
system("pause");
}
程序運行輸出結果如下：（因輸出文本長度緣故，此處只截了一幅圖）
4. 實驗總結 通過本次試驗，我熟練掌握了線性表在順序分配下的插入與刪除運算，還有鏈表的存儲結構、插入排序的方法，并且學習了產生隨機數、文件數據輸入輸出、取得當前系統時間的方法。
? srand 函數用來將系統隨機種子設定為當前時間（強制轉化為 unsigned），否則得到的偽隨機數每次都相同，而 rand()%1000 則用來產生 1-999 的偽隨機數。
? 在添加 time.h 庫函數后，可以使用 clock_t 類型變量和 clock()函數獲取當前時間，從而進行程序運行時間計算（但精度貌似較低）。到每過千分之一秒，clock（）函數的返回值就會增加 1，而常量CLOCKS_PER_SEC，它用來表示一秒鐘有多少個時鐘計時單元，故 duration=(double)(finish - start)/CLOCKS_PER_SEC 即可得到程序運行的時間（秒）。
? 文件讀取輸出可以通過以下語句簡單完成：
FILE *fi=fopen("fi.txt","r");
FILE *fo=fopen("fo.txt","w");
fscanf(fi,"%d",int);
fprintf(fo,"文件輸出\n");
fclose(fi); fclose(fo);
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