数据结构课程设计实验1城市链表.docx
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数据结构课程设计实验1城市链表
数据结构课程设计实验报告
实验一链表部分选题为：
2.4.3—城市链表
1、需求分析
（1）创建一个带有头结点的单链表。
（2）结点中应包含城市名和城市的位置坐标。
（3）对城市链表能够利用城市名和位置坐标进行有关查找、插入、删除、更新等操作。
（4）能够对每次操作后的链表动态显示。
2、概要设计
为了实现以上功能，可以从以下3个方面着手设计。
（1）主界面设计
为了实现城市链表相关操作功能的管理，设计一个含有多个菜单项的主控菜单子程序以系统的各项子功能，方便用户使用本程序。
本系统主控菜单运行界面如下所示。
（2）存储结构设计
本系统主要采用链表结构类型来表示存储在“城市链表”中的信息。
其中链表结点由4个分量组成：
城市名name、城市的横坐标posx、城市的纵坐标posy、指向下一个结点的指针next。
（3）系统功能设计
本程序设计了9个功能子菜单，其描述如下：
1建立城市链表。
由函数creatLink（）实现。
该功能实现城市结点的输入以及连接。
2插入链表记录。
由函数insert（）实现。
该功能实现按坐标由小到大的顺序将结点插入到链表中。
3查询链表记录。
由searchName（）函数和searchPos（）函数实现。
其中searchName（）实现按照城市名查询的操作，searchPos（）实现按照城市坐标查询的操作。
4删除链表记录。
由delName（）函数和delPos（）函数实现。
其中delName（）函数实现按照城市名删除的操作，delPos（）函数实现按照城市坐标删除的操作。
5显示链表记录。
由printList（）函数实现。
该功能实现格式化的链表输出操作，可以显示修改后的链表状态。
6更新链表信息。
由update（）函数实现。
该功能实现按照城市名更新城市的坐标信息。
7返回城市坐标。
由getPos（）函数实现。
该功能实现给定一个已存储的城市，返回其坐标信息的操作。
8查看与坐标P距离小于等于D的城市。
由getCity（）函数实现。
该功能实现返回与给定坐标P距离小于等于D的城市名称。
9退出链表系统。
由exit（0）实现。
3、模块设计
（1）模块设计
本程序包含两个模块：
主程序模块和链表操作模块。
其调用关系如下图所示：
（2）系统子程序及功能设计
本系统共设置3个子程序，各程序的函数名及功能说明如下：
①LinklistcreatLink（）//创建一个城市链表，返回头结点地址
②printList（LinklistL）//打印头结点地址为L的城市链表
③intsearchName（LinklistL,charname[20]）//以城市名查找
④intsearchPos（LinklistL,intpx,intpy）//以城市坐标查找
⑤intinsert（LinklistL,Linklistcity）//插入
⑥intdelName（LinklistL,charname[20]）//利用城市名称删除
⑦intdelPos（LinklistL,intpx,intpy）//利用坐标删除
⑧intupdate（LinklistL,charname[20]）//更新
⑨intgetPos（LinklistL,charname[20]）//给定一个城市名,返回城市坐标
⑩intgetCity（LinklistL,intpx,intpy,intd）//给定一个城市坐标P,返回距离小于等于d的城市
⑪voidmain（）//主函数，实现链表各项操作的选择
（3）函数主要调用关系图
本系统3个子程序之间的主要调用关系如图所示。
4、详细设计
（1）数据类型定义
typedefstructLNode{//城市结点
charname[20];
intposx;//横坐标
intposy;//纵坐标
structLNode*next;
}LNode,*Linklist;
（2）系统主要子程序详细设计
①建立城市链表
LinklistcreatLink（）//创建一个城市链表，返回头结点地址
{
LinklistL=（Linklist）malloc（LEN）;//头结点
L->next=NULL;
Linklistp;
charname[20];
intpx;
intpy;
charend[4]="end";
printf（"请输入城市名称、横坐标和纵坐标，建立城市链表，以'end'为输入结束标志\n"）;
printf（"请输入城市名称：
"）;
scanf（"%s",name）;
while（strcmp（name,end））
{
printf（"请输入横坐标x:
"）;
scanf（"%d",&px）;
printf（"请输入纵坐标y：
"）;
scanf（"%d",&py）;
p=（Linklist）malloc（LEN）;//新结点
strcpy（p->name,name）;
p->posx=px;
p->posy=py;
insert（L,p）;//插入新结点
printf（"请输入城市名称：
"）;
scanf（"%s",name）;
}
return（L）;
}
②插入链表记录
intinsert（LinklistL,Linklistcity）{//插入
Linklistp=L->next;
Linklistp_prior=L;
while（p!
=NULL&&city->posx>=p->posx）
{
if（p->posx==city->posx&&p->posy==city->posy）
{
printf（"重复输入！
\n"）;return0;
}
p=p->next;
}//确定city插入的位置
while（p_prior->next!
=p）
{
p_prior=p_prior->next;
}
if（p==NULL）
{
p=p_prior;
city->next=NULL;
p->next=city;
}
else//若为空表，插到头结点之后
{
p=p_prior;
city->next=p->next;
p->next=city;
}
return1;
}
③按名称删除链表记录
intdelName（LinklistL,charname[20]）{//利用城市名称删除
intflag=0;
intseat=1;
Linklistp=L;
if（p->next==NULL）
printf（"该链表中没有元素,删除失败\n"）;
else
{
while（p->next!
=NULL）
{
if（!
strcmp（p->next->name,name））
{
flag=1;
printf（"城市%s被删除\n",name）;
Linklistq=p->next;
p->next=q->next;
free（q）;
}
else{p=p->next;}
}
}
returnflag;
}
5、测试分析
（1）实验中遇到的问题以及对设计与实现的回顾讨论和分析
1城市链表在开始的建立时，由于头结点指针的判断错误，导致链表头结点中存有信息，而在后面的插入和删除操作中并未考虑到，导致链表记录出错，指针错位。
2在链表的删除过程中，由于删除的时判断的结点，故应找到起前驱指针，一开始并未考虑到这些，在无法删除的时候才想起来改进方法，后来设置了一个prior指针，专门找到对应结点的前驱，方便删除操作。
3课题拓展训练为为城市加入其他信息，如人口数等。
考虑到此项添加仅是在数据定义中再加入一个数据项，为了方便实验进行与演示，就没有进行扩展。
如需实现，可在Lnode的定义中，加入intnum等语句。
4链表建立初期，个人的想法是按照新增结点插入按顺序插入到链表中，删除时可以按照城市名称和城市坐标进行删除。
在具体的实现过程中，使用了菜单选择的方法，方便用户使用系统。
（2）算法的时空分析
算法使用动态分配空间的方式执行，故其执行时间与链表记录个数有关，如果有n个城市结点，其时间复杂度为O（n）。
（3）经验和体会
通过本次实验，对于链表部分的相关功能，如插入、删除、排序等相关算法进一步熟悉了。
能够利用所学知识，解决相关问题，并能够正确解决实验过程中出现的差错。
（4）测试功能展示
1城市链表的建立
在主菜单下，用户输入1并回车，然后按照提示建立城市链表，运行结果如下所示：
2插入链表记录
3查询链表记录：
4删除链表记录
5显示链表记录
6更新链表信息
7返回城市坐标
8查看与坐标P距离小于等于D的城市
6、源程序清单
#include
#include
#include
#include
#defineLENsizeof（LNode）
typedefstructLNode{
charname[20];
intposx;//横坐标
intposy;//纵坐标
structLNode*next;
}LNode,*Linklist;
//用于城市结点
intinsert（LinklistL,Linklistcity）;
LinklistcreatLink（）//创建一个城市链表，返回头结点地址
{
LinklistL=（Linklist）malloc（LEN）;//头结点
L->next=NULL;
Linklistp;
charname[20];
intpx;
intpy;
charend[4]="end";
printf（"请输入城市名称、横坐标和纵坐标，建立城市链表，以'end'为输入结束标志\n"）;
printf（"请输入城市名称：
"）;
scanf（"%s",name）;
while（strcmp（name,end））
{
printf（"请输入横坐标x:
"）;
scanf（"%d",&px）;
printf（"请输入纵坐标y：
"）;
scanf（"%d",&py）;
p=（Linklist）malloc（LEN）;//新结点
strcpy（p->name,name）;
p->posx=px;
p->posy=py;
insert（L,p）;//插入新结点
printf（"请输入城市名称：
"）;
scanf（"%s",name）;
}
return（L）;
}
voidprintList（LinklistL）
{//打印头结点地址为L的城市链表
printf（"\n------------------------\n"）;
printf（"城市\t坐标\n"）;
printf（"-------------------------\n"）;
Linklistp=L->next;
intn=1;
if（L->next==NULL）printf（"该链表中没有元素\n"）;
else
while（p!
=NULL）
{
printf（"%s",p->name）;
printf（"\t（%d,%d）\n",p->posx,p->posy）;
p=p->next;
}
printf（"-------------------------\n"）;
return;
}
intsearchName（LinklistL,charname[20]）{//以城市名查找
intflag=0;
Linklistp=L->next;
if（L->next==NULL）printf（"该链表中没有元素,查找失败\n"）;
else
{
while（p!
=NULL）{
if（!
strcmp（p->name,name））
{
flag=1;
printf（"您要查找的是%s城市\n",p->name）;
printf（"该城市坐标为（%d,%d）\n",p->posx,p->posy）;
}
p=p->next;
}
}
returnflag;
}
intsearchPos（LinklistL,intpx,intpy）{//以城市坐标查找
intflag=0;
Linklistp=L->next;
if（L->next==NULL）printf（"该链表中没有元素,查找失败\n"）;
else
{
while（p!
=NULL）{
if（p->posx==px&&p->posy==py）
{
flag=1;
printf（"您要查找城市坐标为（%d,%d）\n",p->posx,p->posy）;
printf（"该城市是%s\n",p->name）;
}
p=p->next;
}
}
returnflag;
}
intinsert（LinklistL,Linklistcity）{//插入
Linklistp=L->next;
Linklistp_prior=L;
while（p!
=NULL&&city->posx>=p->posx）
{
if（p->posx==city->posx&&p->posy==city->posy）
{
printf（"重复输入！
\n"）;return0;
}
p=p->next;
}//确定city插入的位置
while（p_prior->next!
=p）
{
p_prior=p_prior->next;
}
if（p==NULL）
{
p=p_prior;
city->next=NULL;
p->next=city;
}
else//若为空表，插到头结点之后
{
p=p_prior;
city->next=p->next;
p->next=city;
}
return1;
}
intdelName（LinklistL,charname[20]）{//利用城市名称删除
intflag=0;
intseat=1;
Linklistp=L;
if（p->next==NULL）
printf（"该链表中没有元素,删除失败\n"）;
else
{
while（p->next!
=NULL）
{
if（!
strcmp（p->next->name,name））
{
flag=1;
printf（"城市%s被删除\n",name）;
Linklistq=p->next;
p->next=q->next;
free（q）;
}
else{p=p->next;}
}
}
returnflag;
}
intdelPos（LinklistL,intpx,intpy）{//利用坐标删除
intflag=0;
Linklistp=L;
if（p->next==NULL）
printf（"该链表中没有元素,删除失败\n"）;
else
{
while（p->next!
=NULL）
{
if（p->next->posx==px&&p->next->posy==py）
{
Linklistq=p->next;
p->next=q->next;
free（q）;
flag=1;
printf（"坐标为（%d,%d）的城市被删除\n",px,py）;
}
else{p=p->next;}
}
}
returnflag;
}
intupdate（LinklistL,charname[20]）{//更新
intflag=0;
Linklistp=L->next;
if（L->next==NULL||L==NULL）printf（"该链表中没有元素,更新失败\n"）;
else
{
while（p!
=NULL）{
if（!
strcmp（p->name,name））
{
flag=1;
printf（"您要更新的是%s城市\n",p->name）;
printf（"请输入横坐标x:
"）;
scanf（"%d",&p->posx）;
printf（"请输入纵坐标y:
"）;
scanf（"%d",&p->posy）;
}
p=p->next;
}
}
returnflag;
}
intgetPos（LinklistL,charname[20]）{//给定一个城市名,返回城市坐标
intflag=0;
Linklistp=L->next;
if（L->next==NULL||L==NULL）printf（"该链表中没有元素,返回坐标失败\n"）;
else
{
while（p!
=NULL）{
if（!
strcmp（p->name,name））
{
flag=1;
printf（"您要查看的是%s城市\n",p->name）;
printf（"该城市坐标为:
（%d,%d）\n",p->posx,p->posy）;
}
p=p->next;
}
}
returnflag;
}
intgetCity（LinklistL,intpx,intpy,intd）{//给定一个城市坐标P,返回距离小于等于d的城市
intflag=0;
doubledistance;
Linklistp=L->next;
if（L->next==NULL||L==NULL）printf（"该链表中没有元素,返回坐标失败\n"）;
else
{
while（p!
=NULL）{
distance=sqrt（（p->posx-px）^2+（p->posy-py）^2）;
if（distance<=d）
{
flag=1;
printf（"该城市为:
%s",p->name）;
}
p=p->next;
}
}
printf（"\n"）;
returnflag;
}
voidmain（）
{
LinklistL=NULL;
printf（"\n**************欢迎使用城市链表系统***************\n"）;
printf（"*1建立城市链表*\n"）;
printf（"*2插入链表记录*\n"）;
printf（"*3查询链表记录*\n"）;
printf（"*4删除链表记录*\n"）;
printf（"*5显示链表记录*\n"）;
printf（"*6更新链表信息*\n"）;
printf（"*7返回城市坐标*\n"）;
printf（"*8查看与坐标P距离小于等于D的城市*\n"）;
printf（"*9退出链表系统*\n"）;
printf（"*************欢迎使用城市链表系统****************\n"）;
intmain_flag=0;
intflag;
intmenu;
printf（"请选择1-9：
"）;
scanf（"%d",&menu）;
while（menu）
{
switch（menu）
{
case1:
//建立城市链表
{
L=creatLink（）;
printf（"建立城市链表：
"）;
printList（L）;
main_flag=1;
break;
}
case2:
//插入链表记录
{
if（main_flag==1）
{
charname[20];
intpx,py;
printf（"请输入城市名称：
"）;
scanf（"%s",name）;
printf（"请输入横坐标x:
"）;
scanf（"%d",&px）;
printf（"请输入纵坐标y:
"）;
scanf（"%d",&py）;
Linklistp=（Linklist）malloc（LEN）;//新结点
strcpy（p->name,name）;
p->posx=px;
p->posy=py;
insert（L,p）;//有序的插入新结点
printf（"插入后的城市链表为：
"）;
printList（L）;
}
elseprintf（"\nERROR:
链表还没有建立，请先建立链表\n"）;
break;
}
case3:
//查询链表记录
{
intway;
charname[20];
intpx,py;
if（L!
=NULL）
{
if（main_flag）
{
printf（"选择查找方式：
1.按城市名2.按城市坐标\t选择:
"）;
scanf（"%d",&way）;
if（way==1）
{
printf（"\n请输入城市名:
"）;
scanf（"%s",name）;
flag=searchName（L,name）;
if（flag==0）printf（"无此城市记录，查找失败！
\n"）;
}
elseif（way==2）
{
printf（"请输入横坐标x:
"）;
scanf（"%d",&px）;
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