北邮数据结构实验 第一次实验 线性表.docx
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北邮数据结构实验第一次实验线性表
1．实验要求
（1）实验目的
通过选择下面题目进行实现，掌握如下内容：
Ø熟悉C++语言的基本编程方法，掌握集成编译环境的调试方法
Ø学习指针、模板类、异常处理的使用
Ø掌握线性表的操作的实现方法
Ø学习使用线性表解决实际问题的能力
（2）实验内容
根据线性表的抽象数据类型的定义，选择下面任一种链式结构实现线性表，并完成线性表的基本功能。
线性表存储结构（五选一）：
1、带头结点的单链表
2、不带头结点的单链表
3、循环链表
4、双链表
5、静态链表
线性表的基本功能：
1、构造：
使用头插法、尾插法两种方法
2、插入：
要求建立的链表按照关键字从小到大有序
3、删除
4、查找：
按位置查找和按值查找
5、获取链表长度
6、销毁
7、其他：
可自行定义
编写测试main（）函数测试线性表的正确性。
2.程序分析
2.1存储结构
储存结构：
单链表
a3
1080H
……
a1
10C0H
……
a4
^
……
a2
1000H
……
地址内存单元
结点
1000H
结点
头指针1020H
结点
1080H
10C0H
结点
2.2关键算法分析
一、关键算法：
1．头插法
自然语言描述：
a:
在堆中建立新结点
b：
将a[i]写入新结点的数据域
c:
修改新结点的指针域
d:
修改头结点的指针域。
将新结点加入链表中。
2.尾插法
伪代码描述：
a:
Node*s=newNode
b:
s->data=a[i];
c:
r->next=s;
d:
r=s;
3.析构/删除函数
a：
Node*p=front
b：
while（p）
c:
front=p
d:
p=p->next
e:
deletefront
4.按位查找函数
a:
Node*p=front->next;j=1;
b:
while（p&&j!
=1）
b1:
p=p->next;
b2:
j++:
c:
if（!
p）throw”end”
d:
returnp;
5.按值查找函数
a:
Node*p=front->next;j=1;
b:
while（p）
b1:
if（p->next==x）returnj
p=p->next;
j++
c:
return“error”
6.插入函数
a：
Node*s=newNode;
b:
s-data=p->data
c:
s->next=p->next;
d:
p->next=s
e:
p->data=x
7.删除函数
a:
q=p->next;
b:
p->next=q->next
c:
x=q->data
d:
deleteq
8.遍历打印函数
Iffront->next==NULL
Throw“anemptylist”
Node*temp=front->next;
While（temp->next）
{
cout<data<<”“;
temp=temp->next;
}
9.获取链表长度函数
Intn=0;
Iffront->next==NULL
n=0;
else
{
Node*temp=front->next;
While（temp->next）
n++;
temp=temp->next;
}
Returnn;
二、代码详细分析
1.删除算法：
图1删除结点示意图
算法步骤：
①从第一个结点开始，查找第i-1个元素，设为p指向该a结点；
②设q指向第i个元素：
q=p->next;
③摘链，即将q元素从链表中摘除：
p->next=q->next;
④保存q元素的数据：
x=q->data;
⑤释放q元素：
deleteq;
2.头插法
关键代码：
a:
在堆中建立新结点：
Node*s=newNode;
b：
将a[i]写入到新结点的数据域s->data=a[i];
c:
修改新结点的指针域s->next=front->next;
d：
修改头结点的指针域front->next=s;
front
s
front
3.尾插法
关键代码：
a：
在堆中建立新结点Node*s=newNode;
b:
将数据写入结点的数据域s->data=a[i];
c将新结点加入到链表中:
r->next=s;
d修改尾指针r=s;
r
Front
Front
S
4.查找算法
关键代码：
aNode*p=front->next；intj=1;
bwhile（p&&j!
=1）
{
p=p->next;
j++;
}
front
P（j=1）P（j=2）P（j=i）P（j=n）
三、计算关键算法的时间、空间复杂度
头插法/尾插法O（n）;
按位/按值查找O（n）；
插入操作O（n）;
3.程序运行结果
运行结果：
流程图：
开始
初始化一个对象
初始化一个整数数组，作为赋值准备
分别利用头插法和尾插法初始化，并用遍历打印函数来显示数值
执行删除函数，之后用遍历打印函数测试是否真的删除
执行插入函数，之后用遍历打印函数测试是否真的插入
执行按位查找和按值查找
结束
问题规模的数量级为10，插入元素位置为第10个，删除第3个
4.总结
1.调试时出现的问题及解决方法：
按位查找时，返回值与计数器j的关系没有找对，导致返回值不在链表中，
解决：
重新计算两者关系。
2.心得体会
通过这次实验，我熟悉了链表的储存结构以及各种操作
3.改进：
适当简化某些过程，使程序更精简。
源文件：
#include
usingnamespacestd;
template
structNode
{
Tdata;
structNode*next;
};
template
classLinkList
{
public:
LinkList（）{front=newNode;front->next=NULL;}
voidhLinkList（Ta[],intn）;//头插法
voidrLinkList（Ta[],intn）;//尾插法
~LinkList（）;//析构/删除
intGetLength（）;//获取长度
Node*Get（inti）;
intLocate（Tx）;
voidInsert（inti,Tx）;
TDelete（inti）;
voidPrintList（）;
private:
Node*front;
};
template
voidLinkList:
:
hLinkList（Ta[],intn）
{
front=newNode;
front->next=NULL;
for（inti=n-1;i>0;i--）
{
Node*s=newNode;
s->data=a[i];
s->next=front->next;
front->next=s;
}
};
template
voidLinkList:
:
rLinkList（Ta[],intn）
{
front=newNode;
Node*r=front;
for（inti=0;i<=n-1;i++）
{
Node*s=newNode;
s->data=a[i];
r->next=s;
r=s;
}
r->next=NULL;
};
template
LinkList:
:
~LinkList（）
{
Node*temp=front;
while（temp）
{
front=temp;
temp=temp->next;
deletefront;
}
};
template
Node*LinkList:
:
Get（inti）
{
Node*p=front->next;
intj=1;
while（p&&j!
=i）
{
p=p->next;
j++;
}
if（!
p）throw"查找位置非法";
elsereturnp;
};
template
intLinkList:
:
Locate（Tx）
{
Node*p=front->next;
intj=1;
while（p）
{
if（p->data==x）return4*j;
p=p->next;
j++;
};
return-1;//对查找位置异常的处理，返回-1
};
template
voidLinkList:
:
Insert（inti,Tx）
{
Node*p=front;
if（i!
=1）p=Get（i-1）;
if（p）
{
Node*s=newNode;
s->data=x;
s->next=p->next;
p->next=s;
}
elsethrow"插入位置错误";
};
template
TLinkList:
:
Delete（inti）
{
Node*p=front;
if（i!
=1）p=Get（i-1）;
Node*q=p->next;
p->next=q->next;
Tx=q->data;
deleteq;
returnx;
};
template
voidLinkList:
:
PrintList（）//遍历打印链表元素
{
if（front->next==NULL）
cout<<"该链表为空链表"<Node*temp=front->next;
while（temp->next）
{
cout<data<<"";
temp=temp->next;
}
};
template
intLinkList:
:
GetLength（）
{
intn=0;
if（front->next==NULL）
{
n=0;
}
else
{
Node*temp=front->next;
while（temp->next）
{
n++;
temp=temp->next;
}
}
returnn;
};
voidmain（）
{
LinkListlinklist1;
intall[100];
for（inti=0;i<100;i++）
{
all[i]=2*i;
};
linklist1.hLinkList（all,50）;
cout<<"利用遍历函数打印输出所有的数值：
"<linklist1.PrintList（）;
cout<intm=linklist1.GetLength（）;
cout<<"利用获取长度获取该链表的长度为：
"<cout<cout<<"利用查找函数查找20所在的地址为：
"<cout<<"利用按位查找函数查找第30个数据为：
"<cout<<"插入函数，插入后遍历打印结果为：
"<linklist1.Insert（10,3445）;
linklist1.PrintList（）;
cout<cout<<"删除某一位后的结果为：
"<linklist1.Delete（3）;
linklist1.PrintList（）;
}
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