数据结构与算法综合设计实验1实验报告.docx
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数据结构与算法综合设计实验1实验报告
电子科技大学
实验报告
学生姓名：
苏魏明学号：
指导教师：
实验地点：
实验时间：
一、实验室名称：
软件实验室
二、实验项目名称：
数据结构与算法—线性表
三、实验学时：
4
四、实验原理：
在链式存储结构中，存储数据结构的存储空间可以不连续，各数据结点的存储顺序与数据元素之间的逻辑关系可以不一致，而数据元素之间的逻辑关系是由指针域来确定的。
链式存储方式即可以用于表示线性结构，也可用于表示非线性结构。
一般来说，在线性表的链式存储结构中，各数据结点的存储符号是不连续的，并且各结点在存储空间中的位置关系与逻辑关系也不一致。
对于线性链表，可以从头指针开始，沿各结点的指针扫描到链表中的所有结点。
线性表的链接存储中，为了方便在表头插入和删除结点的操作，经常在表头结点（存储第一个元素的结点）的前面增加一个结点，称之为头结点或表头附加结点。
这样原来的表头指针由指向第一个元素的结点改为指向头结点，头结点的数据域为空，头结点的指针域指向第一个元素的结点。
五、实验目的：
本实验通过定义单向链表的数据结构，设计创建链表、插入结点、遍历结点等基本算法，使学生掌握线性链表的基本特征和算法，并能熟练编写C程序，培养理论联系实际和自主学习的能力，提高程序设计水平。
六、实验内容：
使用数据结构typedefstructnode{
Elemtypedata；
structnode*next；
}ListNode,*ListPtr；
typedefstructstuInfo{
charstuName[10];/*学生姓名*/
intAge/*年龄*/
}ElemType
实现带头结点的单向链表的创建、删除链表、插入结点等操作，并能实现年龄递增的两个单向链表合并一个链表，合并后的链表按年龄递减，可认为同名同年龄是同一个学生，每个学生在合并后的链表中仅出现一次。
最后打印输出合并后的链表元素，验证结果的正确性。
七、实验器材（设备、元器件）：
PC机一台，装有C语言集成开发环境。
八、数据结构与程序：
#include"stdafx.h"
#include
#include
#include
#defineMAXCNT50
typedefstructstuInfo{
charstuName[10];
__int64age;
}ElemType;
typedefstructnode{
ElemTypedata;
structnode*next;
}ListNode,*ListNodePtr;
typedefListNodePtrList,*ListPtr;
//创建单链表:
设线性表n个元素已存放在数组elem中，动态创建一个单链表L
//函数返回值为整型：
0表示创建成功，1表示创建失败
intlist_create（ListPtrL,ElemTypeelem[],intn）{
intresult=0,//记录程序运行结果0表示成功1表示失败
i=n;
ListNodePtrp,q;
q=（ListNodePtr）malloc（sizeof（ListNode））;
q->next=NULL;
while（i>=1）{
p=（ListNodePtr）malloc（sizeof（ListNode））;
if（!
p）{result=1;break;}
p->data.age=elem[i].age;
strcpy（p->data.stuName,elem[i].stuName）;
p->next=q->next;
q->next=p;
i=i-1;
}
（*L）=q;
returnresult;
}
voidlist_destroy（ListPtrL）{
//销毁单链表：
释放单链表所占存储单元
ListNodePtrp;
while（*L）{
p=（*L）->next;
free（*L）;
*L=p;
}
}
voidlist_clear（ListPtrL）{
//初始化：
将单链表L重置为空表
ListNodePtrp=（*L）->next;//p指向第一个节点
（*L）->next=NULL;//头结点指针域为空
list_destroy（&p）;//销毁p所指的单链表
}
//单链表中结点插入算法:
在单链表L中的第pos个结点前插入值为elem的数据元素
//插入结果是新结点占据第pos个位置，原pos位置结点变为第pos+1个结点
//函数返回值为整型：
0表示插入成功，1表示插入失败
intlist_insert（ListPtrL,intpos,ElemTypeelem）{
intresult=1;
ListNodePtrp=（*L）->next,s;
inti=1;
while（p&&ii++;
p=p->next;
}
if（p&&i==pos-1）{
s=（ListNodePtr）malloc（sizeof（ListNode））;
if（s）{
p->data.age=elem.age;
strcpy（p->data.stuName,elem.stuName）;
s->next=p->next;
p->next=s;
result=0;
}
}
returnresult;
}
//删除单链表中结点:
删除单链表L中的第pos个结点数据元素
//函数返回值为整型：
0表示删除成功，1表示删除失败
intlist_remove（ListPtrL,intpos）{
intresult=1;
ListNodePtrp=（*L）->next,q;
inti=1;
while（p&&ii++;
p=p->next;
}
if（p&&i==pos-1）{
q=p->next;
p->next=q->next;
free（q）;
result=0;
}
returnresult;
}
//合并单链表操作,合并后的链表储存在链表LA中；
//合并之后按年龄递减也就是年月日递增的顺序，排列学生信息；
voidlist_merge（ListPtrLA,ListPtrLB）{
ListNodePtrp,pa=（*LA）->next,pb=（*LB）->next;
if（!
pa&&!
pb）{
printf（"对不起，由于两张线性表均为空,合并失败。
\n"）;
exit（0）;
}
if（pa&&pb）{
if（pa->data.age>=pb->data.age）{
（*LA）->next=pa;
pa=pa->next;
（*LA）->next->next=NULL;
}
else{
（*LA）->next=pb;
pb=pb->next;
（*LA）->next->next=NULL;
}
}
while（pa&&pb）{
if（pa->data.age>=pb->data.age）{
p=pa->next;
pa->next=（*LA）->next;
（*LA）->next=pa;
pa=p;
}
else{
p=pb->next;
pb->next=（*LA）->next;
（*LA）->next=pb;
pb=p;
}
}
while（pb）{
//B表中还有元素
p=pb->next;
pb->next=（*LA）->next;
（*LA）->next=pb;
pb=p;
}
while（pa）{
//A表中还有元素
p=pa->next;
pa->next=（*LA）->next;
（*LA）->next=pa;
pa=p;
}
printf（"合并成功！
\n"）;
}
voidshow_list（ListNodePtrL）{
//输出单链表中元素
ListNodePtrp=L->next;
if（!
p）{printf（"对不起，由于单链表为空，打印失败！
\n"）;return;}
while（p）{
printf（"%I64d\t%s\n",p->data.age,p->data.stuName）;
p=p->next;
}
}
intread_file（char*fname,charName[MAXCNT][11],__int64*Age）
{
intscount=0;
charcharAge[13+1];
FILE*pFile=NULL;
pFile=fopen（fname,"r"）;
if（!
pFile）{
printf（"read_file（）:
FileOpenFailed!
\n"）;
exit（0）;
}
else{
printf（"read_file（）:
FileOpenSucceeded!
\n"）;
}
memset（Age,0,MAXCNT*8）;
memset（Name,0,MAXCNT*（10+1））;
while（!
feof（pFile））{
fscanf（pFile,"%s",charAge）;
fscanf（pFile,"\t%s\n",Name[scount]）;
Age[scount]=_atoi64（charAge）;
scount++;
}
fclose（pFile）;
returnscount;
}
voidBubble_Sort（ElemTypeelem[],intn）{
//冒泡排序将学生信息以年龄递增的顺序也就是按出生年月降序排列
inti,j,swap;
for（i=1;iswap=0;
for（j=1;j<=n-1;j++）{
if（elem[j].ageelem[0].age=elem[j+1].age;elem[j+1].age=elem[j].age;elem[j].age=elem[0].age;
strcpy（elem[0].stuName,elem[j+1].stuName）;
strcpy（elem[j+1].stuName,elem[j].stuName）;
strcpy（elem[j].stuName,elem[0].stuName）;
swap=1;
}
}
if（swap==0）break;
}
}
intmain（）
{
charName[MAXCNT][10+1];//存放姓名，名字最长为10个字符；
__int64Age[MAXCNT];//采用64位整型；
char*fnameA="d:
\\FileStuInfoA.txt",
*fnameB="d:
\\FileStuInfoB.txt";//定义文本信息存储路径
charmain_command,case_command;
inti,num,pos,temp;
ListNodePtrLa=NULL,Lb=NULL;
ElemTypeelem[MAXCNT+1];
//读入学生信息，并分别存入单链表表La，Lb中
num=read_file（fnameA,Name,Age）;
for（i=1;i<=num;++i）{
elem[i].age=Age[i-1];
strcpy（elem[i].stuName,Name[i-1]）;
}
Bubble_Sort（elem,num）;
list_create（&La,elem,num）;
num=read_file（fnameB,Name,Age）;
for（i=1;i<=num;++i）{
elem[i].age=Age[i-1];
strcpy（elem[i].stuName,Name[i-1]）;
}
Bubble_Sort（elem,num）;
list_create（&Lb,elem,num）;
for（;;）{
printf（"\n**********%%%%%%%%请选择将要进行的操作ooooooo*****************\n\n"）;
printf（"**********%%%%%%%%a.对线性表A进行操作ooooooo*****************\n"）;
printf（"**********%%%%%%%%b.对线性表B进行操作ooooooo*****************\n"）;
printf（"**********%%%%%%%%c.对线性表A,B进行合并ooooooo*****************\n"）;
printf（"**********%%%%%%%%输入其他字符退出程序ooooooo*****************\n\n"）;
fflush（stdin）;
printf（"请输入您要进行的操作（a，b或c）：
"）;
scanf（"%c",&main_command）;
switch（main_command）{
case'a':
case'A':
{
if（La==NULL）{printf（"您好，线性表B已被删除！
\n"）;break;}
printf（"\n********请选择将要进行的操作********\n\n"）;
printf（"********a.删除线性表A中的信息********\n"）;
printf（"********b.打印线性表A中的信息********\n"）;
printf（"********c.销毁线性表A********\n\n"）;
fflush（stdin）;
printf（"请输入您要进行的操作（a，b或c）：
"）;
scanf（"%c",&case_command）;
switch（case_command）{
case'a':
case'A':
{
printf（"请输入要删学生信息的序号：
"）;
scanf（"%d",&pos）;
temp=list_remove（&La,pos）;
if（temp==1）printf（"对不起，学生信息删除失败！
\n"）;
else{
printf（"您好，学生信息删除成功！
\n"）;
printf（"打印删除学生信息后的线性表如下：
\n"）;
show_list（La）;
}
break;
}
case'b':
case'B':
{
show_list（La）;
break;
}
case'c':
case'C':
{
list_destroy（&La）;
printf（"您好，线性表A删除成功！
\n"）;
break;
}
default:
{
printf（"对不起，您的输入有误！
\n"）;
break;
}
}
break;
}
case'b':
case'B':
{
if（Lb==NULL）{printf（"对不起，线性表B已被删除！
\n"）;break;}
printf（"\n********请选择将要进行的操作********\n\n"）;
printf（"********a.删除线性表B中的信息********\n"）;
printf（"********b.打印线性表B中的信息********\n"）;
printf（"********c.销毁线性表B********\n\n"）;
fflush（stdin）;
printf（"请输入您要进行的操作（a，b或c）：
"）;
scanf（"%c",&case_command）;
switch（case_command）{
case'a':
case'A':
{
printf（"请输入待删学生信息的序号：
"）;
scanf（"%d",&pos）;
temp=list_remove（&Lb,pos）;
if（temp==1）printf（"对不起，学生信息删除失败！
\n"）;
elseprintf（"您好，学生信息已成功删除！
\n"）;
break;
}
case'b':
case'B':
{
show_list（Lb）;
break;
}
case'c':
case'C':
{
list_destroy（&Lb）;
printf（"您好，线性表B已成功删除！
\n"）;
break;
}
default:
{
printf（"对不起，您的输入有误！
\n"）;
break;
}
}
break;
}
case'c':
case'C':
{
list_merge（&La,&Lb）;
printf（"打印合并后的线性表如下：
\n"）;
show_list（La）;
system（"pause"）;
return0;
break;
}
default:
{
printf（"谢谢您的使用。
\n"）;
system（"pause"）;
return0;
break;
}
}
}
system（"pause"）;
return0;
}
九、程序运行结果：
1.主界面：
2.单线性表的操作（以A为例）：
（1）打印线性表A中的信息
（2）删除线性表A
删除前（注意第二个学生）
删除后
（3）删除线性表A
3，合并A,B线性表。
打印A表
打印B表
合并后线性表
十、实验结论：
1.本实验通过定义单向链表的数据结构，设计创建链表、插入结点、遍历结点等基本算法，使我们掌握线性链表的基本特征和算法，并能熟练编写C程序，培养理论联系实际和自主学习的能力，提高程序设计水平。
2.可以从中了解线性表的优缺点。
优点，当我们在使用线性表的时候，我们不需要为表中元素之间的逻辑关系而增加额外的存储空间，而且可以快速的存取表中任意位置的元素具有简单、运算方便等优点，特别是对于小线性表或长度固定的线性表，采用顺序存储结构的优越性更为突出。
缺点，如果我们要插入或者删除的元素是在第一个位置，那么无疑的，我们需要移动大量的元素来完成这样的操作，而且限于线性表长度必须小于数组长度，如果我们需要插入大量数据，那么很难保证空间是否充足，而如果我们要删除大量数据的时候，无疑又会造成空间的浪费。
顺序存储插入与删除一个元素，必须移动大了的数据元素，以此对大的线性表，特别是在元素的插入和删除很频繁的情况下，采取顺序存储很是不方便，效率低；顺序存储空间容易满，出现上溢，程序访问容易出问题，顺序存储结构下，存储空间不便扩充；顺序存储空间的分配问题，分多了浪费，分少了空间不足上溢。
十一、总结及心得体会：
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