单链表操作验证 验证型.docx

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单链表操作验证验证型

实验报告

课程名称数据结构

实验名称单链表实验验证

实验类型验证型

实验地点计405机房实验日期2017.4.28

指导教师魏海平

专业软件工程

班级软件1601

学号1611030102

姓名寇春雷

辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院

数据结构实验报告评分表

项目

要求

分数

有无项目（√）

得分

预习报告

（30分）

实验目的明确

5

实验内容理解透彻

5

实验方案设计完整合理

程序总体框架设计完整

10

完成相关辅助代码

5

测试方案合理

5

实验过程

（30分）

发现问题

5

问题的分析

15

问题的解决方法

10

实验报告

（20分）

内容翔实无缺漏

5

如实记录实验过程

10

撰写规整

5

实验总结

（10分）

实验结果的分析

5

按照结果对原实验方案的改进意见

5

实验体会

（10分）

实验的收获

5

实验内容的发散考虑

5

总分

一．问题描述：

1.实验题目

单链表操作验证。

2．实验目的

（1）掌握线性表的链接存储结构。

（2）验证单链表及其基本操作的实现。

（3）进一步掌握数据结构及算法的程序实现的基本方法。

3．实验内容的理解

（1）用头插法（或尾插法）建立带头结点的单链表。

（2）对已建立的单链表实现按给定值和按序号对单链表进行插人、删除、查找和置逆等基本操作。

（3）对单链表进行初始化，建立带头节点的单链表，将单链表按其值非递归排序等操作。

4．实验要求

（1）采用标准C语言实现。

（2）对单链表操作前和操作后都要输出链表的内容。

（3）对要进行的操作有必要的提示信息。

（4）对实现的功能采用菜单的形式进行展示和选择。

二．设计

1.数据结构设计和核心算法设计描述。

2.主控及功能模块层次结构。

3.主要功能模块。

（1）主程序模块：

void main（）{

初始化；

正序、逆序输出链表；

合并链表；

}

（2）集合单元模块——实现集合的抽象数据类型；

（3）单链表单元模块——实现单链表的抽象数据类型；

　　　（4）结点结构单元模块——定义链表的结点结构；

４.功能模块之间的调用与被调用关系：

　　　　　　　　　　　　　主程序模块

　　　　　　　　　　　　集合单元模块

　　　　　　　　　　单链表单元模块

　　　　　　　　　　结点结构单元模块

三．测试

（1）程序运行截图

（2）程序源码

#include"stdafx.h"

/*第一部包括必要的头函数并定义状态值*/

#include

#include

#include/*malloc（）等*/

#include/*INT_MAX等*/

#include/*EOF（=^Z或F6）,NULL*/NULLscanf（）;printf（）;

#include

#include/*eof（）*/

#include

#include/*exit（）*/

/*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*/

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*/

typedefintElemType;

/*第二部定义线性表的单链表存储结构*/

typedefstructLNode

{

ElemTypedata;

structLNode*next;

}LNode;

typedefstructLNode*LinkList;/*另一种定义LinkList的方法*/

/*第三部带有头结点的单链表（存储结构如上定义）的基本操作（12个）*/

voidInitList（LinkListL）

{/*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*/

}

voidDestroyList（LinkListL）

{/*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;

}

}

voidClearList（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*/

}

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=1;

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*/

/*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（structLNode））;/*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;

}

voidListTraverse（LinkListL,void（*vi）（ElemType））

/*vi的形参类型为ElemType*/

{/*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（）*/

LinkListp=L->next;

while（p）{

vi（p->data）;

p=p->next;

}

printf（"\n"）;

}

/*第四部定义了几个常用函数equal（）、comp（）、print（）、print2（）和print1（）函数*/

Statusequal（ElemTypec1,ElemTypec2）{/*判断是否相等的函数*/

if（c1==c2）returnTRUE;

elsereturnFALSE;

}

intcomp（ElemTypea,ElemTypeb）{/*根据a<、=或>b，分别返回-1、0或1*/

if（a==b）return0;

elsereturn（a-b）/abs（a-b）;

}

voidprint（ElemTypec）{

printf（"%d",c）;

}

voidprint2（ElemTypec）{

printf（"%c",c）;

}

voidprint1（ElemType*c）{

printf（"%d",*c）;

}

voidCreateList（LinkList*L,intn）/*算法2.11*/

{/*逆位序（插在表头）输入n个元素的值，建立带表头结构的单链线性表L*/

inti;

LinkListp;

*L=（LinkList）malloc（sizeof（structLNode））;

（*L）->next=NULL;/*先建立一个带头结点的单链表*/

printf（"请输入%d个数据\n",n）;

for（i=n;i>0;--i）{

p=（LinkList）malloc（sizeof（structLNode））;/*生成新结点*/

Scanf_s（"%d",&p->data）;/*输入元素值*/

p->next=（*L）->next;/*插入到表头*/

（*L）->next=p;

}

}

voidCreateList2（LinkList*L,intn）

{/*正位序（插在表尾）输入n个元素的值，建立带表头结构的单链线性表L*/

inti;

LinkListp,q;

*L=（LinkList）malloc（sizeof（structLNode））;/*生成头结点*/

（*L）->next=NULL;

q=*L;

printf（"请输入%d个数据\n",n）;

for（i=1;i<=n;i++）{

p=（LinkList）malloc（sizeof（structLNode））;

Scanf_s（"%d",&p->data）;

q->next=p;

q=q->next;

}

p->next=NULL;

}

voidMergeList（LinkListLa,LinkList*Lb,LinkList*Lc）/*算法2.12*/

{/*已知单链线性表La和Lb的元素按值非递减排列。

*/

/*归并La和Lb得到新的单链线性表Lc，Lc的元素也按值非递减排列*/

LinkListpa=La->next,pb=（*Lb）->next,pc;

*Lc=pc=La;/*用La的头结点作为Lc的头结点*/

while（pa&&pb）

if（pa->data<=pb->data）{

pc->next=pa;

pc=pa;

pa=pa->next;

}

else{

pc->next=pb;

pc=pb;

pb=pb->next;

}

pc->next=pa?

pa:

pb;/*插入剩余段*/

free（*Lb）;/*释放Lb的头结点*/

Lb=NULL;

}

voidmain（）

{

intn=5;

LinkListLa,Lb,Lc;

printf（"按非递减顺序（正位序建立单链表括"）;

CreateList2（&La,n）;/*正位序输入n个元素的值*/

printf（"La="）;/*输出链表的内容*/

ListTraverse（La,print）;

printf（"按非递增顺序（逆位序建立单链表"）;

CreateList（&Lb,n）;/*逆位序输入n个元素的值*/

printf（"Lb="）;/*输出链表的内容*/

ListTraverse（Lb,print）;

MergeList（La,&Lb,&Lc）;/*按非递减顺序归并La和Lb，得到新表Lc*/

printf（"Lc="）;/*输出链表括Lc的容*/

printf（"La和Lb非递减顺序为Lc:

\n"）;

ListTraverse（Lc,print）;

printf（"Lc单链表的长度为：

"）;

printf（"%d\n",ListLength（Lc））;

printf（"在Lc单链表的第i个位置前插入元素e:

\n请输入元素e="）;

inte;

scanf（"%d",&e）;

printf（"请输入位置i="）;

inti;

scanf（"%d",&i）;

ListInsert（Lc,i,e）;

printf（"Lc="）;

ListTraverse（Lc,print）;

printf（"将Lc置为空表\n"）;

ClearList（Lc）;

printf（"Lc="）;

ListTraverse（Lc,print）;

}

（3）实验过程发现的问题

①．在voidCreateList2（LinkList*L,intn）函数中Scanf（"%d",&p->data）;输入方式不安全

②．在voidCreateList（LinkList*L,intn）函数中Scanf_s（"%d",&p->data）;输入方式不安全

③．在intLocateElem（LinkListL,ElemTypee,Status（*compare）（ElemType,ElemType））函数中

i=0;LinkListp=L->next;逻辑错误

（4）问题分析及解决方案

①．在voidCreateList2（LinkList*L,intn）函数中改为

Scanf_s（"%d",&p->data）;

②．在voidCreateList（LinkList*L,intn）函数中改为

Scanf_s（"%d",&p->data）;

③．在intLocateElem（LinkListL,ElemTypee,Status（*compare）（ElemType,ElemType））函数中

将i=0；改为i=1;或将LinkListp=L->next;改为LinkListp=L->next->next;

p指向第一节点。

四．实验结果分析

除了scanf（）;函数出错外，intLocateElem（LinkListL,ElemTypee,Status（*compare）（ElemType,ElemType））函数中有逻辑错误，其他函数测试正常。

五．作业小结

（1）StatusListInsert（LinkListL,inti,ElemTypee）中

①．插入新数据只该元素的地址

②．转移原指针

③．拼接新指针

（2）在StatusGetElem（LinkListL,inti,Elemtype*e）中

P=L->next;j=1;while（）;查找元素时，如果第i个元素不存在，则返回ERROR

（3）在voidCreateList（LinkList*L,intn）中

P->next=L->next;L->next=p;

①转移指针。

②连接指针。

（4）在MergeList（LinkListLa,LinkList*Lb,LinkList*Lc）中

La,Lb为非空表时，pa和pb分别指向表中的第一个结点。

第一个循环条件是Pa，pb都不为空。

六．对原方案的改进意见

intLocateElem（LinkListL,ElemTypee,Status（*compare）（ElemType,ElemType））{若这样的数据元素不存在，则返回值为0*/

inti=1;

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;

}

或者i=0;LinkListp=L->next->next;

七．实验收获

（1）通过此实验我对单链表进行初始化，建立带头节点的单链表，将单链表按其值非递归排序等操作有了进一步的了解。

（2）再进行插入，删除等操作时，单链表由于顺序表。

（3）对验证实验有了进一步的了解。