编写List类实验报告.docx
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编写List类实验报告
2015/2016
（1）
实验题目List类编写及其成员函数拓展
学生姓名韩笑
学生学号201426811704
学生班级计算机+自动化1402班
任课教师******
提交日期2015-11-13
计算机科学与技术学院（软件学院）
实验报告
一、题目的内容
●编写一个算法判断链表中的数据项是否按从小到大排序，该链表的第一个节点由first指向。
●对于给定的整数n，编写一个算法把新的节点插入到链表中第n个节点之后的位置，该链表的第一个节点由first指向。
●编写一个算法来颠倒一个链表，该链表的第一个节点由first指向。
不要复制列表元素；而是重载链接和指针，使得first指向原来的最后一个节点，且节点之间的所有链接都反向。
二、做题思路及设计
分析题目：
作业中共有三题，都是基于链表并对其函数进行扩充，因此首先需要自行编写一个链表类，之后再在链表类中增加所需的函数来达到题目要求。
List类：
先构造一个node内部类，存放各节点的值、尾指针（见第四部分代码）。
在List类中，有内部成员变量头节点（first），list大小（Size）；内部成员函数swap、erase（删除指定节点）、get_node（返回第n个节点）；功能函数除构造析构外有display（输出函数）、erase（删除第n个节点）、insert（插入节点，见“第二问”）、push_front（在链表首位插入节点）、push_back（在链表尾部插入节点）、reverse（见“第三问”）、judge_sorted（见“第一问”）、empty（判空函数）、size（返回list大小）、copyconstruction（拷贝构造函数）以及对等号的重载。
Next
Node节点示意图：
Key
List示意图：
第一问：
函数名定为judge_sorted，从头节点first开始往后遍历，依次判断前一个数是否小于后一个数（前一个数用中间变量t来存储），如果不满足则直接返回false，然则为true。
第二问：
函数名定为insert，函数中首先判断list中Size是否为0，若为0，则直
接新建first，并指向的key赋值，并同时把Size变为1，关键代码如下：
first=newnode;
first->next=NULL;
first->key=val;
Size=1;
如果节点在队尾，则只需将队尾节点（x）的next指向新建节点（a），关键代码如下：
x->next=a;
对于中间节点，先将原节点（x）的next值赋予新建节点（a）的next，原节点next值改为新建节点，关键代码如下：
a->next=x->next;
x->next=a;
第三问：
函数名定为reverse，从前往后遍历链表，定义中间变量结点temp和r，依次改变每个结点的next值，最后将first指向最后一个节点即可，关键代码如下：
node*q=first,*r,*temp=NULL;
while
（1）{//exchangeallnodes'headpointerandtailpointer
r=q->next;
q->next=temp;
if（r==NULL）{//letthelastnodetobethefirstone
first=q;
break;
}
temp=q;
q=r;
}
三、程序调试、测试、运行记录
主要的测试经过如下：
四、源代码代码实现
工程名为:
List
具体函数声明/定义如下：
ØList.h
#pragmaonce
#ifndef_List_H_
#define_List_H_
#include
usingnamespacestd;
classList{
private:
classnode{
public:
node*next;//tailpointer
intkey;//number
node（）;//constructedfunction
node（intx）;//Functionoverloading
~node（）;//destructor
};
node*first;//firstpointer
intSize;//sizeofthelist
inlinevoidswap（node*a,node*b）;//exchangethenumberbetweennodeaandb
voiderase（node*x）;//removethenodexfromthelist
inlinenode*get_node（intpos）;//gettheposthnode'spointer
public:
List（）;//constructedfunction
List（constList&l）;//copyconstructor
~List（）;//destructor
List&operator=（constList&l）;//operator"="overloading
voiderase（intpos）;//erasethenodeatthepositionofpos
voiddisplay（ostream&out）;//displayfunction
voidinsert（intpos,intval）;//insertxtotheposlocationinthelist
voidpush_front（intval）;//insertitemtothebeginofthelist
voidpush_back（intval）;//insertitemtotheendofthelist
voidreverse（）;//reversethelist
booljudge_sorted（）;//judgewhetherthelistisinorder
boolempty（）;//judgewhetherthelistisempty
intsize（）;//showsizeofthelist
friendostream&operator<<（ostream&out,List&l）;//operator"<<"overloading
};
#endif
ØList.cpp
#include"List.h"
List:
:
node:
:
node（intx）:
next（NULL）,key（x）{}//constructedfunction
List:
:
node:
:
node（）:
next（NULL）{}//Functionoverloading
List:
:
node:
:
~node（）{//destructor
next=NULL;
}
inlinevoidList:
:
swap（node*a,node*b）{//exchangethenumberbetweennodeaandb
inttemp=a->key;
a->key=b->key;
b->key=temp;
}
voidList:
:
erase（node*x）{//removethenodeattherightofnodexfromthelist
if（Size==1）;
elseif（x->next==NULL）;
else{
if（first==x）{
first=x->next;
}
else{
node*temp=first;
while（temp!
=x）{
temp=temp->next;
}
temp->next=x->next;
}
}
deletex;
x=NULL;
Size--;
}
inlineList:
:
node*List:
:
get_node（intpos）{//gettheposthnode'spointer
if（pos>Size||pos<0）{//exceptionalhandling
cerr<<"List:
indexrangeerror\n";
exit
（1）;
}
node*x=first;
while（pos>0）{
x=x->next;
pos--;
}
returnx;
}
List:
:
List（constList&l）{//copyconstructor
first=newnode（）;
Size=0;
node*p=l.first;
while（p!
=NULL）{
push_back（p->key）;
p=p->next;
}
}
List:
:
List（）{//constructedfunction
first=newnode（）;
first->next=NULL;
Size=0;
}
List:
:
~List（）{//destructor
node*p;
while（first!
=NULL）{
p=first;
first=first->next;
deletep;
}
}
voidList:
:
erase（intpos）{//erasethenodeatthepositionofpos
erase（get_node（pos-1））;
}
voidList:
:
display（ostream&out）{//displayfunction
node*p=first;
intcnt=Size;
while（cnt--）{
out<key;
if（cnt!
=0）
out<<'';
p=p->next;
}
}
voidList:
:
insert（intpos,intval）{//insertxtotheposlocationinthelist
if（Size==0）{
first=newnode;
first->next=NULL;
first->key=val;
Size=1;
return;
}
node*x=get_node（pos-1）;
node*a=newnode（val）;
if（x->next==NULL）{
x->next=a;
a->next=NULL;
}
else{
a->next=x->next;
x->next=a;
}
Size++;
}
voidList:
:
push_front（intval）{//insertitemtothebeginofthelist
insert（1,val）;
swap（first,first->next）;
}
voidList:
:
push_back（intval）{//insertitemtotheendofthelist
insert（Size,val）;
}
voidList:
:
reverse（）{//reversethelist
node*q=first,*r,*temp=NULL;
while
（1）{//exchangeallnodes'headpointerandtailpointer
r=q->next;
q->next=temp;
if（r==NULL）{//letthelastnodetobethefirstone
first=q;
break;
}
temp=q;
q=r;
}
}
boolList:
:
judge_sorted（）{//judgewhetherthelistisinorder
intt=first->key;
node*p=first->next;
if（p->keywhile（p!
=NULL）{
if（p->key>t）
returnfalse;
p=p->next;
}
}
else{
while（p!
=NULL）{
if（tkey）
returnfalse;
p=p->next;
}
}
returntrue;
}
boolList:
:
empty（）{//judgewhetherthelistisempty
returnSize==0;
}
intList:
:
size（）{//showsizeofthelist
returnSize;
}
ostream&operator<<（ostream&out,List&l）{//operator"<<"overloading
l.display（out）;
returnout;
}
List&List:
:
operator=（constList&l）{//operator"="overloading
node*p=l.first;
while（p!
=NULL）{
push_back（p->key）;
p=p->next;
}
Size=l.Size;
return*this;
}
Ømain.cpp
#include"List.h"
intmain（）{
Listl;
cout<<"Testpush_back
（1）:
";
l.push_back
（1）;
cout<//----------------------------------------------------------------------
cout<<"Testpush_front
（2）:
";
l.push_front
（2）;
cout<//----------------------------------------------------------------------
cout<<"Testpush_back
（2）:
";
l.push_back
（2）;
cout<//----------------------------------------------------------------------
cout<<"Testinsert（1,3）:
";
l.insert（1,3）;
cout<//----------------------------------------------------------------------
cout<<"Testerase
（1）:
";
l.erase
（1）;
cout<//----------------------------------------------------------------------
cout<<"Testreverse（）:
";
l.reverse（）;
cout<//----------------------------------------------------------------------
cout<<"Testempty
（1）:
";
if（l.empty（））
cout<<"Thelistisempty."<else
cout<<"Thelistisn'tempty."<//----------------------------------------------------------------------
cout<<"Testsize（）:
";
cout<//----------------------------------------------------------------------
cout<<"Testjudge_sorted（）:
";
if（l.judge_sorted（））
cout<<"Thislisthasalreadysorted."<else
cout<<"Thislisthasn'tsortedyet."<//----------------------------------------------------------------------
cout<<"Testcopyconstructor:
";
Listtemp（l）;
cout<//----------------------------------------------------------------------
cout<<"Testoperator\"=\"overloading:
";
Listcnt;
cnt=l;
cout<//----------------------------------------------------------------------
cout<<"Exceptional:
";
temp.erase（100）;
}
五、总结
从本次实验我基本掌握list的内部实现，对于自己的编写代码的能力又有所提高。
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