实验二线性表的链式表示和实现.docx
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实验二线性表的链式表示和实现
学校代码：
10128
学号：
201220905048
《数据结构》实验报告
（
题目：
线性表的链式表示和实现
学生姓名：
孙跃
学院：
理学院
系别：
数学系
专业：
信息与计算科学
班级：
信计12-2
任课教师：
杜雅娟
二〇一四年九月
1、实验目的
理解线性结构的定义、组织形式、结构特征和类型说明以及在链式存储方式下实现的插入、删除和按值查找的算法。
2、实验内容
线性表的链式表示和实现
3、实验程序
根据给出的程序清单分别另建立4个文件：
c1.h、c2-2.h、bo2-2.cpp和main2-2.cpp，并把它们保存在同一个文件夹中。
1.预定义常量和类型
教材定义OK、ERROR等为函数结果状态代码，文件Status为其类型。
我们把这些信息放到头文件c1.h中。
c1.h还包含一些常用的，如string.h、stdio.h等。
为了操作的方便，几乎每一个程序都把C1.h包含进去，也就把这些结果状态代码和头文件包含了进去。
头文件的内容如下：
//c1.h（程序名）
#include
#include
#include//malloc（）等
#include//INT_MAX等
#include//EOF（=^Z或F6）,NULL
#include//atoi（）
#include//eof（）
#include//floor（）,ceil（）,abs（）
#include//exit（）
#include//cout,cin
//函数结果状态代码
#defineTRUE1
#defineFALSE0
#defineOK1
#defineERROR0
#defineINFEASIBLE-1
//#defineOVERFLOW-2因为在math.h中已定义OVERFLOW的值为3,故去掉此行
//#defineOVERFLOW-2因为在math.h中已定义OVERFLOW的值为3,故去掉此行
typedefintStatus;//Status是函数的类型,其值是函数结果状态代码，如OK等
typedefintBoolean;//Boolean是布尔类型,其值是TRUE或FALSE
2、线性链表的单链表存储结构
//c2-2.h线性表的单链表存储结构
structLNode
{
ElemTypedata;
LNode*next;
};
typedefLNode*LinkList;//另一种定义LinkList的方法
3、单链表线性表的基本操作
//bo2-2.cpp单链表线性表（存储结构由c2-2.h定义）的基本操作（12个）
StatusInitList（LinkList&L）
{//操作结果：
构造一个空的线性表L
L=（LinkList）malloc（sizeof（LNode））;//产生头结点,并使L指向此头结点
if（!
L）//存储分配失败
exit（OVERFLOW）;
L->next=NULL;//指针域为空
returnOK;
}
StatusDestroyList（LinkList&L）
{//初始条件：
线性表L已存在。
操作结果：
销毁线性表L
LinkListq;
while（L）
{
q=L->next;
free（L）;
L=q;
}
returnOK;
}
StatusClearList（LinkListL）//不改变L
{//初始条件：
线性表L已存在。
操作结果：
将L重置为空表
LinkListp,q;
p=L->next;//p指向第一个结点
while（p）//没到表尾
{
q=p->next;
free（p）;
p=q;
}
L->next=NULL;//头结点指针域为空
returnOK;
}
StatusListEmpty（LinkListL）
{//初始条件：
线性表L已存在。
操作结果：
若L为空表，则返回TRUE，否则返回FALSE
if（L->next）//非空
returnFALSE;
else
returnTRUE;
}
intListLength（LinkListL）
{//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
inti=0;
LinkListp=L->next;//p指向第一个结点
while（p）//没到表尾
{
i++;
p=p->next;
}
returni;
}
StatusGetElem（LinkListL,inti,ElemType&e）//算法2.8
{//L为带头结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=1;//j为计数器
LinkListp=L->next;//p指向第一个结点
while（p&&j{
p=p->next;
j++;
}
if（!
p||j>i）//第i个元素不存在
returnERROR;
e=p->data;//取第i个元素
returnOK;
}
intLocateElem（LinkListL,ElemTypee,Status（*compare）（ElemType,ElemType））
{//初始条件:
线性表L已存在,compare（）是数据元素判定函数（满足为1,否则为0）
//操作结果:
返回L中第1个与e满足关系compare（）的数据元素的位序。
//若这样的数据元素不存在,则返回值为0
inti=0;
LinkListp=L->next;
while（p）
{
i++;
if（compare（p->data,e））//找到这样的数据元素
returni;
p=p->next;
}
return0;
}
StatusPriorElem（LinkListL,ElemTypecur_e,ElemType&pre_e）
{//初始条件:
线性表L已存在
//操作结果:
若cur_e是L的数据元素,且不是第一个,则用pre_e返回它的前驱,
//返回OK;否则操作失败,pre_e无定义,返回INFEASIBLE
LinkListq,p=L->next;//p指向第一个结点
while（p->next）//p所指结点有后继
{
q=p->next;//q为p的后继
if（q->data==cur_e）
{
pre_e=p->data;
returnOK;
}
p=q;//p向后移
}
returnINFEASIBLE;
}
StatusNextElem（LinkListL,ElemTypecur_e,ElemType&next_e）
{//初始条件：
线性表L已存在
//操作结果：
若cur_e是L的数据元素，且不是最后一个，则用next_e返回它的后继，
//返回OK;否则操作失败，next_e无定义，返回INFEASIBLE
LinkListp=L->next;//p指向第一个结点
while（p->next）//p所指结点有后继
{
if（p->data==cur_e）
{
next_e=p->next->data;
returnOK;
}
p=p->next;
}
returnINFEASIBLE;
}
StatusListInsert（LinkListL,inti,ElemTypee）//算法2.9。
不改变L
{//在带头结点的单链线性表L中第i个位置之前插入元素e
intj=0;
LinkListp=L,s;
while（p&&j{
p=p->next;
j++;
}
if（!
p||j>i-1）//i小于1或者大于表长
returnERROR;
s=（LinkList）malloc（sizeof（LNode））;//生成新结点
s->data=e;//插入L中
s->next=p->next;
p->next=s;
returnOK;
}
StatusListDelete（LinkListL,inti,ElemType&e）//算法2.10。
不改变L
{//在带头结点的单链线性表L中，删除第i个元素,并由e返回其值
intj=0;
LinkListp=L,q;
while（p->next&&j{
p=p->next;
j++;
}
if（!
p->next||j>i-1）//删除位置不合理
returnERROR;
q=p->next;//删除并释放结点
p->next=q->next;
e=q->data;
free（q）;
returnOK;
}
StatusListTraverse（LinkListL,void（*vi）（ElemType））
//vi的形参类型为ElemType，与bo2-1.cpp中相应函数的形参类型ElemType&不同
{//初始条件：
线性表L已存在
//操作结果:
依次对L的每个数据元素调用函数vi（）。
一旦vi（）失败,则操作失败
LinkListp=L->next;
while（p）
{
vi（p->data）;
p=p->next;
}
printf（"\n"）;
returnOK;
}
4、检验b02-2.cpp的主程序
//main2-2.cpp检验bo2-2.cpp的主程序（与main2-1.cpp很像）
#include"c1.h"
typedefintElemType;
#include"c2-2.h"//与main2-1.cpp不同
#include"bo2-2.cpp"//与main2-1.cpp不同
Statuscomp（ElemTypec1,ElemTypec2）
{//数据元素判定函数（相等为TRUE,否则为FALSE）
if（c1==c2）
returnTRUE;
else
returnFALSE;
}
voidvisit（ElemTypec）//与main2-1.cpp不同
{
printf（"%d",c）;
}
voidmain（）//除了几个输出语句外，主程和main2-1.cpp很像
{
LinkListL;//与main2-1.cpp不同
ElemTypee,e0;
Statusi;
intj,k;
i=InitList（L）;
for（j=1;j<=5;j++）
i=ListInsert（L,1,j）;
printf（"在L的表头依次插入1～5后：
L="）;
ListTraverse（L,visit）;//依次对元素调用visit（），输出元素的值
i=ListEmpty（L）;
printf（"L是否空：
i=%d（1:
是0:
否）\n",i）;
i=ClearList（L）;
printf（"清空L后：
L="）;
ListTraverse（L,visit）;
i=ListEmpty（L）;
printf（"L是否空：
i=%d（1:
是0:
否）\n",i）;
for（j=1;j<=10;j++）
ListInsert（L,j,j）;
printf（"在L的表尾依次插入1～10后：
L="）;
ListTraverse（L,visit）;
GetElem（L,5,e）;
printf（"第5个元素的值为：
%d\n",e）;
for（j=0;j<=1;j++）
{
k=LocateElem（L,j,comp）;
if（k）
printf（"第%d个元素的值为%d\n",k,j）;
else
printf（"没有值为%d的元素\n",j）;
}
for（j=1;j<=2;j++）//测试头两个数据
{
GetElem（L,j,e0）;//把第j个数据赋给e0
i=PriorElem（L,e0,e）;//求e0的前驱
if（i==INFEASIBLE）
printf（"元素%d无前驱\n",e0）;
else
printf（"元素%d的前驱为：
%d\n",e0,e）;
}
for（j=ListLength（L）-1;j<=ListLength（L）;j++）//最后两个数据
{
GetElem（L,j,e0）;//把第j个数据赋给e0
i=NextElem（L,e0,e）;//求e0的后继
if（i==INFEASIBLE）
printf（"元素%d无后继\n",e0）;
else
printf（"元素%d的后继为：
%d\n",e0,e）;
}
k=ListLength（L）;//k为表长
for（j=k+1;j>=k;j--）
{
i=ListDelete（L,j,e）;//删除第j个数据
if（i==ERROR）
printf（"删除第%d个数据失败\n",j）;
else
printf（"删除的元素为：
%d\n",e）;
}
printf（"依次输出L的元素：
"）;
ListTraverse（L,visit）;
DestroyList（L）;
printf（"销毁L后：
L=%u\n",L）;}
四、实验结果（截图）
5、实验总结
通过本次实验，我们对前一阶段的所学知识进行了巩固和提高，在对上节实验课的知识进行了消化吸收的基础上，理解线性结构的定义、组织形式、结构特征和类型说明以及在链式存储方式下实现的插入、删除和按值查找的算法。
《数据结构基础》是一门纯属于设计的科目，它需用把理论变为上机调试。
刚开始学的时候确实有很多地方我们很不理解，对于我们一个初学者来说，无疑是一个具大的挑战，顺着老师的思路，我们完成自己的设计，我们可以开始运行自己的程序，在实践中检验自己所学会的知识。
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