数据结构大型实验报告.docx
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数据结构大型实验报告
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统
2014年6月13日
目录
一．实验内容3
1.1.实验目的..........................................................3
1.2实验的数据结构及流程..............................................3
二实验验证分析.......................................................................7
2.1LL型调整验证.....................................................7
2.2RR型调整验证.....................................................8
2.3LR型调整验证.....................................................9
2.4RL型调整验证.................................................10
三、调试分析.......................................................................11
3.1技术难点及解决方案......................................................................................11
3.2印象深刻的调试错误及解决方法.................................11
四、测试结果12
4.1用户登录...................................................................................................................12
4.2用户注册...................................................................................................................16
4.3删除用户...................................................................................................................19
4.4极端数据的测试.......................................................................................................21
五、实验总结22
一实验内容
1.1.实验目的
这次实验是让我们模拟用户登录系统。
由于用户信息的验证频率很高，系统必须有效地组织这些用户信息，从而快速查找和验证用户。
另外，系统也会经常添加新用户、删除老用户和更新用户密码等操作，因此，系统必须采用动态结构，在添加、删除或更新后，依然能保证验证过程的快捷。
1.2实验的数据结构及流程
1.2.1数据结构
系统用到了两个类AVLNode和AVLTree,其中AVLTree的唯一一个数据成员就是指向AVLNode结点的指针。
1.2.2流程图
YN
Y
1.2.3函数间的调用关系
main函数调用类的成员函数。
插入新结点时，AVLInsert要根据平衡因子调用4个调整函数LL_Rotate、RR_Rotate、LR_Rotate和RL_Rotate函数。
关键代码：
if（a->bf==2）
{
b=a->lchild;
if（b->bf==1）
{
p=LL_Rotate（a）;
}
else
{
p=LR_Rotate（a）;
}
}
else此时a->bf的值应为-2
{
b=a->rchild;
if（b->bf==1）
{
p=RL_Rotate（a）;
}
else
{
p=RR_Rotate（a）;
}
}
二实验验证分析
将用户信息存储在文件中，程序运行时从文件中读取，并建立适的二叉树。
注意：
文件中每行输入三个字符，第一个字符为用户名，第二个字符为空格，第三个字符为密码。
2.1LL型调整验证
在文件user.txt输入如下：
运行程序，并选择4打印AVLTree，结果如下图：
2.2RR型调整
在文件user.txt输入如下：
运行程序，并选择4打印AVLTree，结果如下图：
2.3RL型调整
在文件user.txt输入如下：
运行程序，并选择4打印AVLTree，结果如下图：
2.4LR型调整
在文件user.txt输入如下：
运行程序，并选择4打印AVLTree，结果如下图：
3．调试分析
3.1技术难点及解决方案
3.1.1插入新结点后如果二叉树失去平衡，如何找到最小不
平衡子树？
在寻找新结点的插入位置时，始终令指针a指向离插入结点最近的且平衡因子不为0的结点，同时令指针f指向结点*a的父结点，如这样的结点不存在，则指针a指向根结点。
由此可知，当插入新结点后如果二叉树失去平衡时，指针a所指向的结点就是最小不平衡子树的根。
3.1.2新结点插入时，需修改哪些相关结点的平衡因子？
如何修改？
失去平衡的最小子树的根节点*a在插入新结点*s之前，平衡因子必然不为0，必然是离插入结点最近的且平衡因子不为0的结点。
插入新结点后，需修改从结点*a到新结点路径上个结点的平衡因子。
只需从*a的子结点*b开始，顺序扫描该路径上结点*p,若结点*s插入在*p的左子树上，*p的平衡因子由0变为1；否则新结点插入在*p的右子树上，*p的平衡因子由0变为-1.
3.1.3如何判断以*a为根的子树是否失去平衡？
当结点*a的平衡因子为1（或-1）时，若新结点插入在结点*a的右（或左）子树中，左右子树等高，结点*a的平衡因子为0，则以*a为根的子树没有失去平衡；新结点插入在结点*a的左（或右）子树中，则以*a为根的子树失去平衡，因对以*a为根的最小不平衡子树进行平衡化调整。
3.1.4失去平衡后，如何确定旋转类型并作出相应的调整？
当结点*a的平衡因子为2时，若*a的左孩子*b的平衡因子为1，表示新结点插入到结点*b的左子树中，应采用LL型调整，否则结点*b的平衡因子为-1，表示新结点插入到结点*b的右子树中，应采用LR型调整；当结点*a的平衡因子为-2时，若*a的左孩子*b的平衡因子为1，表示新结点插入到结点*b的左子树中，应采用RL型调整，否则结点*b的平衡因子为-1，表示新结点插入到结点*b的右子树中，应采用RR型调整；
3.2印象深刻的调试错误及解决方法
由于该项目需要建3个文件，类的声明放在AVLTree.h文件中，类的实现放在AVLTree.cpp文件中，main函数单独放在test.cpp文件中，其中在AVLTree.cpp文件中应使用#include"AVLTree.h"导入
类的声明文件，而test.cpp只需使用#include"AVLTree.h"导入类的声明文件即可，而我当时错误的test.cpp使用#include"AVLTree.cpp"导入了类的实现文件，所以一直报错。
我在它报错的位置查了很多次都没发现bug,最后在老师的帮助下才发现了问题所在。
我在插入新结点时，也一直报错，最后才发现在AVLNode的构造方法中并没把成员变量bf初始化为0，而插入新结点是需要根据bf的值做相应调整，所以一直报错。
虽然这些都是小Bug,却花了我大量的时间查找错误。
四测试结果
下面进行的测试,文件user.txt存储的初始数据为：
4.1用户登录
运行程序，并按提示先选择4，打印出AVL树（这样做是方便登录），选择1,进入登录界面，按提示分别输入用户名和密码，输入正确后，截图如下
接着选择是否更新密码（只能输入Y或N）,当输入Y并输入重置密码后，截图如下
这时，重新打开文件user.txt,会发现用户信息发生了更新：
错误输入：
当输入的不是Y或N时，会输出“您的选择有错”
4.2用户注册
运行程序，并按提示先选择4，打印出AVL树（这样做是方便登录），选择2进图注册界面,按提示分别输入要注册的用户名和密码，输入正确后,如果输入的用户名不存在，注册成功，并更新文件user.txt，
否则注册失败。
用户名已存在时：
用户名不存在时
这时，文件user.txt中的信息为：
4.3删除用户
运行程序，并按提示先选择4，打印出AVL树（这样做是方便登录），选择2进图删除界面,按提示分别输入要注册的用户名，如果输入的用户名不存在，提示“您要删除的用户不存在!
”；否则，删除成功，并更新文件user.txt，
4.4极端数据的测试
在user.txt中重新输入以下信息：
运行程序，并按4打印AVL树，得到结果为：
5．实验总结
通过两到三周的编写，我们终于用户登录系统。
对于这次实验，心里还是蛮有信心的，前期花了大量的时间在类AVLtree的实现上，中间也遇到了各种各样的bug,但经过自己的努力和老师的帮助还是完成了。
最后再具体完成各功能时就显的很容易了。
在解决问题的过程中，充分体会到了数据结构这门课对于软件设计的重要性，也认识到了程序=数据结构+算法这句话的真正含义，以后我们一定会更加努力的学习数据结构和算法！
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