数据结构上机报告编写一个程序实现单链表的各种基本运算.docx
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数据结构上机报告编写一个程序实现单链表的各种基本运算
《数据结构》上机报告
姓名赵颖学号2009114121专业信息与计算科学
1.实验题目及要求
编写一个程序,实现单链表的各种基本运算
2.需求分析
建立一个单链表,实现单链表的初始化,插入、删除节点等功能,以及确定某一元素在单链表中的位置。
(1)初始化单链表;
(2)依次采用尾插入法插入a,b,c,d,e元素;
(3)输出单链表L;
(4)输出单链表L的长度;
(5)判断单链表L是否为空;
(6)输出单链表L的第三个元素;
(7)输出元素a的位置;
(8)在第4个元素位置上插入f元素;
(9)输出单链表L;
(10)删除L的第3个元素;
(11)输出单链表L;
(12)释放单链表。
3.概要设计
(1)为了实现上述程序功能,需要定义一个简化的线性表抽象数据类型:
ADTLinearList{
数据对象:
D={ai|ai∈IntegerSet,i=0,1,2,…,n,n≥0}
结构关系:
R={|ai,ai+1∈D}
基本操作:
InitList_L(L)
操作前提:
L是一个未初始化的线性表
操作结果:
将L初始化为一个空的线性表
CreateList_L(L)
操作前提:
L是一个已初始化的空表
操作结果:
建立一个非空的线性表L
ListInsert_L(L,pos,e)
操作前提:
线性表L已存在
操作结果:
将元素e插入到线性表L的pos位置
ListDelete_L(L,pos,e)
操作前提:
线性表L已存在
操作结果:
将线性表L中pos位置的元素删除,
删除的元素值通过e返回
LocateList_L(L,e)
操作前提:
线性表L已存在
操作结果:
在线性表L中查找元素e,
若存在,返回元素在表中的序号位置;
若不存在,返回-1
DestroyList_L(&L)
初始条件:
线性表L已存在
操作结果:
销毁线性表
ListEmpty_L(L)
初始条件:
线性表已存在
操作结果:
若L为空表,则返回ERROR,否则返回FALSE
ListLength_L(L)
初始条件:
线性表L已存在
操作结果:
返回L中数据元素个数
GetElem_L(L,I,&e)
初始条件:
线性表L已存在
操作结果:
用e返回L中第i个数据元素值
}
(2)本程序包含10个函数:
•主函数main()
•初始化单链表函数InitList_L()
•显示单链表内容函数DispList_L()
•插入元素函数ListInsert_L()
•删除元素函数ListDelete_L()
•查找元素函数LocateList_L()
•创建链表函数CreateList_L()
•链表元素长度函数ListLength_L()
•判断链表是否为空函数ListEmpty_L()
•取值函数GetElem_L()
各函数间调用关系如下:
(3)主函数的伪码
main()
{说明一个单链表L;
初始化L;
建立L;
显示L;
}
4.详细设计
采用单链表实现概要设计中定义的抽象数据类型,有关的数据类型和伪码算法定义如下:
(1)类型定义
typedefintElemType;
typedefstructLNode
{ElemTypedata;//数据域
structLNode*next;//指针域
}LNode,*LinkList;
(2)基本操作的伪码算法
●初始化
BoolInitLinkList(LinkList*L)
{*L=申请新结点;
如果申请失败,返回失败标志;
(*L)->next=NULL;
返回成功标志;
}
●建立单链表
BoolCrtLinkList(LinkListL)
/*L是已经初始化好的空链表的头指针,通过键盘输入元素值,
利用尾插法建单链表L*/
{rear=L;
打印输入提示:
“请输入若干个正整数(用空格分隔),并用-1结束:
”
读入一个数x;
当x不是结束标志时,循环做如下处理:
{
申请一个新结点s;
如果申请失败,返回失败标志;
将x送到s的data域;
rear->next=s;
rear=s;
读入下一个数x;
}
rear->next=NULL;
返回成功标志;
}
●显示单链表(输出)
voidDispLinkList(LinkListL)
{
p=首元素结点地址;
while(p不空)
{
打印结点p的元素值;
p=下一个结点地址;
}
}
●插入操作
boolInsLinkList(LinkListL,intpos,ElemTypee)
/*在带头结点的单链表L中第pos个位置插入值为e的新结点s*/
{
从“头”开始,查找第i-1个结点pre;
if(查找失败)
{显示参数错误信息;
returnERROR;
}
else
{
申请一个新的结点s;
将e放入s的数据域;
将s插到pre后面;
returnOK;
}
}
●删除操作
boolDelLinkList(LinkListL,intpos,ElemType*e)
/*在带头结点的单链表L中删除第pos个元素,并将删除的元素保存到变量*e中*/
{
查找待删除结点i的前驱结点,并用pre指向它;
if(查找失败)
{显示参数错误信息;
returnERROR;
}
else
{
r=pre->next;
修改指针,删除结点r;
释放被删除的结点所占的内存空间;
returnOK;
}
}
●查找操作
intLocLinkList(LinkListL,ElemTypee)
/*在带头结点的单链表L中查找其结点值等于e的结点,
若找到则返回该结点的序号位置k,否则返回-1*/
{
p=首元素结点地址;
while(p不空)
if(p->data!
=e)
{p=p->next;k++;}
elsebreak;
if(p不空)returnk;
elsereturn-1;
}
5.调试分析
开始运行时会出现DebugError,DAMAGE:
AfterNormalblock,搜索后了解到是内存越界操作,检查后发现内存分配L和S=(LinkList)malloc(sizeof(LNode))写成了=(LinkList)malloc(sizeof(LinkList)),修改后正常。
6.使用说明
程序执行后,界面直接输出要求的结果
7.测试结果
8.附件
#include
#include
#defineTRUE1
#defineFALSE0
#defineOK1
#defineERROR0
#defineNULL0
typedefintStatus;
typedefintElemType;
typedefstructLNode{
ElemTypedata;
structLNode*next;
}LNode,*LinkList;
StatusInitList_L(LinkList&L){//初始化线性表
L=(LinkList)malloc(sizeof(LNode));//L指向头节点,头节点数据域为空
L->next=NULL;
returnOK;
}//InitList_L
StatusDispList_L(LinkList&L){//输出线性表
LinkListp=L->next;
while(p!
=NULL)
{
printf("%c",p->data);
p=p->next;
}
returnOK;
}//DispList_L
StatusCreateList_L(LinkList&L,ElemTypea[],intn){//尾插法建表
LinkLists,r;inti;
L=(LinkList)malloc(sizeof(LNode));
r=L;
for(i=0;i{
s=(LinkList)malloc(sizeof(LNode));
s->data=a[i];
r->next=s;
r=s;
}
r->next=NULL;
returnOK;
}//CreateList_L
StatusListLength_L(LinkListL){//求线性表的长度
LinkListp=L;intn=0;
while(p->next!
=NULL)
{
n++;
p=p->next;
}
return(n);
}//ListLength_L
StatusListEmpty_L(LinkListL){//判断单链表是否为空
return(L->next==NULL);
}//ListEmpty_L
StatusDestroyList_L(LinkList&L){//销毁线性表
LinkListp=L,q=p->next;
while(q!
=NULL)
{
free(p);
p=q;
q=p->next;
}
free(p);
returnOK;
}//DestroyList_L
StatusGetElem_L(LinkListL,inti,ElemType&e){
//L为带头节点的单链表的头指针。
//当第i个元素存在时,其值赋给e并返回OK,否则返回ERROR
intj=0;
LinkListp=L;
while(j
=NULL)
{
j++;p=p->next;
}
if(p==NULL)
{
returnERROR;
}
else
{
e=p->data;
returnOK;
}
}//GetElem_L
StatusListInsert_L(LinkList&L,inti,ElemTypee){//插入数据元素
intj=0;
LinkListp=L,s;
/*
找到插入节点的上一个元素,如果是头节点则退出,当i=1时表示头节点,i=2时,表示第一个元素
*/
while(j=NULL)
{
j++;
p=p->next;
}
if(p==NULL)
{
returnERROR;
}
else
{
s=(LinkList)malloc(sizeof(LNode));
s->data=e;
s->next=p->next;
p->next=s;
returnOK;
}
}//ListInsret_L
StatusListDelete_L(LinkList&L,inti,ElemType&e){//删除数据元素
intj=0;
LinkListp=L,q;
while(j=NULL)//查找删除元素的前一个节点
{
j++;
p=p->next;
}
if(p==NULL)
{
returnERROR;
}
else
{
q=p->next;//q为要删除的元素节点
if(q==NULL)
{
returnERROR;
}
e=q->data;//e为删除节点的数据区域
p->next=q->next;
free(q);
returnOK;
}
}//ListDelete_L
intLocateElem_L(LinkListL,ElemTypee){//按元素值查找元素
LinkListp=L->next;
inti=1;
while(p!
=NULL&&p->data!
=e)
{
p=p->next;i++;
}
//如果要插入的节点为头节点,则退出
if(p==NULL)
{
returnERROR;
}
else
{
return(i);
}
}//LocateElem_L
intmain(){
ElemTypee,a[5]={'a','b','c','d','e'};
LinkListL;
printf("
(1)初始化单链表L\n");
InitList_L(L);//初始化单链表L
printf("
(2)依次采用尾插法插入a,b,c,d,e元素\n");
CreateList_L(L,&a[0],5);//依次采用尾插入法插入a,b,c,d,e元素
printf("(3)输出单链表L:
");
DispList_L(L);//输出单链表L
printf("\n");
printf("(4)单链表L的长度为:
");
printf("%d",ListLength_L(L));//输出单链表L的长度
printf("\n");
if(ListEmpty_L(L))
{
printf("(5)该单链表为空\n");
}
else
{
printf("(5)该单链表不为空\n");//判断单链表L是否为空
}
GetElem_L(L,3,e);
printf("(6)单链表L的第三个元素为:
");
printf("%c",e);printf("\n");//输出单链表L的第3个元素
printf("(7)单链表L中a的位置为:
");
printf("%d",LocateElem_L(L,'a'));//输出元素'a'的位置
printf("\n");
ListInsert_L(L,4,'f');//在第4个元素位置插入'f'元素
printf("(8)在第4个元素位置上插入f元素\n");
printf("(9)输出单链表L:
");
DispList_L(L);//输出单链表L
printf("\n");
ListDelete_L(L,3,e);//删除L的第3个元素
printf("(10)删除L的第3个元素\n");
printf("(11)输出单链表L:
");//输出单链表L
DispList_L(L);
printf("\n");
printf("(12)释放单链表L\n");
DestroyList_L(L);//释放单链表L
return0;
}