数据结构课程设计实验1城市链表.docx
《数据结构课程设计实验1城市链表.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数据结构课程设计实验1城市链表.docx（24页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
数据结构课程设计实验1城市链表
数据结构课程设计实验报告
实验一链表部分选题为：
2.4.3—城市链表
1、需求分析
（1）创建一个带有头结点的单链表。
（2）结点中应包含城市名和城市的位置坐标。
（3）对城市链表能够利用城市名和位置坐标进行有关查找、插入、删除、更新等操作。
（4）能够对每次操作后的链表动态显示。
2、概要设计
为了实现以上功能，可以从以下3个方面着手设计。
（1）主界面设计
为了实现城市链表相关操作功能的管理，设计一个含有多个菜单项的主控菜单子程序以链接系统的各项子功能，方便用户使用本程序。
本系统主控菜单运行界面如下所示。
（2）存储结构设计
本系统主要采用链表结构类型来表示存储在“城市链表”中的信息。
其中链表结点由4个分量组成：
城市名name、城市的横坐标posx、城市的纵坐标posy、指向下一个结点的指针next。
（3）系统功能设计
本程序设计了9个功能子菜单，其描述如下：
1建立城市链表。
由函数creatLink（）实现。
该功能实现城市结点的输入以及连接。
2插入链表记录。
由函数insert（）实现。
该功能实现按坐标由小到大的顺序将结点插入到链表中。
3查询链表记录。
由searchName（）函数和searchPos（）函数实现。
其中searchName（）实现按照城市名查询的操作，searchPos（）实现按照城市坐标查询的操作。
4删除链表记录。
由delName（）函数和delPos（）函数实现。
其中delName（）函数实现按照城市名删除的操作，delPos（）函数实现按照城市坐标删除的操作。
5显示链表记录。
由printList（）函数实现。
该功能实现格式化的链表输出操作，可以显示修改后的链表状态。
6更新链表信息。
由update（）函数实现。
该功能实现按照城市名更新城市的坐标信息。
7返回城市坐标。
由getPos（）函数实现。
该功能实现给定一个已存储的城市，返回其坐标信息的操作。
8查看与坐标P距离小于等于D的城市。
由getCity（）函数实现。
该功能实现返回与给定坐标P距离小于等于D的城市名称。
9退出链表系统。
由exit（0）实现。
3、模块设计
（1）模块设计
本程序包含两个模块：
主程序模块和链表操作模块。
其调用关系如下图所示：
（2）系统子程序及功能设计
本系统共设置3个子程序，各程序的函数名及功能说明如下：
①LinklistcreatLink（）//创建一个城市链表，返回头结点地址
②printList（LinklistL）//打印头结点地址为L的城市链表
③intsearchName（LinklistL,charname[20]）//以城市名查找
④intsearchPos（LinklistL,intpx,intpy）//以城市坐标查找
⑤intinsert（LinklistL,Linklistcity）//插入
⑥intdelName（LinklistL,charname[20]）//利用城市名称删除
⑦intdelPos（LinklistL,intpx,intpy）//利用坐标删除
⑧intupdate（LinklistL,charname[20]）//更新
⑨intgetPos（LinklistL,charname[20]）//给定一个城市名,返回城市坐标
⑩intgetCity（LinklistL,intpx,intpy,intd）//给定一个城市坐标P,返回距离小于等于d的城市
⑪voidmain（）//主函数，实现链表各项操作的选择
（3）函数主要调用关系图
本系统3个子程序之间的主要调用关系如图所示。
4、详细设计
（1）数据类型定义
typedefstructLNode{//城市结点
charname[20];
intposx;//横坐标
intposy;//纵坐标
structLNode*next;
}LNode,*Linklist;
（2）系统主要子程序详细设计
①建立城市链表
LinklistcreatLink（）//创建一个城市链表，返回头结点地址
{
LinklistL=（Linklist）malloc（LEN）;//头结点
L->next=NULL;
Linklistp;
charname[20];
intpx;
intpy;
charend[4]="end";
printf（"请输入城市名称、横坐标和纵坐标，建立城市链表，以'end'为输入结束标志\n"）;
printf（"请输入城市名称：
"）;
scanf（"%s",name）;
while（strcmp（name,end））
{
printf（"请输入横坐标x:
"）;
scanf（"%d",&px）;
printf（"请输入纵坐标y：
"）;
scanf（"%d",&py）;
p=（Linklist）malloc（LEN）;//新结点
strcpy（p->name,name）;
p->posx=px;
p->posy=py;
insert（L,p）;//插入新结点
printf（"请输入城市名称：
"）;
scanf（"%s",name）;
}
return（L）;
}
②插入链表记录
intinsert（LinklistL,Linklistcity）{//插入
Linklistp=L->next;
Linklistp_prior=L;
while（p!
=NULL&&city->posx>=p->posx）
{
if（p->posx==city->posx&&p->posy==city->posy）
{
printf（"重复输入！
\n"）;return0;
}
p=p->next;
}//确定city插入的位置
while（p_prior->next!
=p）
{
p_prior=p_prior->next;
}
if（p==NULL）
{
p=p_prior;
city->next=NULL;
p->next=city;
}
else//若为空表，插到头结点之后
{
p=p_prior;
city->next=p->next;
p->next=city;
}
return1;
}
③按名称删除链表记录
intdelName（LinklistL,charname[20]）{//利用城市名称删除
intflag=0;
intseat=1;
Linklistp=L;
if（p->next==NULL）
printf（"该链表中没有元素,删除失败\n"）;
else
{
while（p->next!
=NULL）
{
if（!
strcmp（p->next->name,name））
{
flag=1;
printf（"城市%s被删除\n",name）;
Linklistq=p->next;
p->next=q->next;
free（q）;
}
else{p=p->next;}
}
}
returnflag;
}
5、测试分析
（1）实验中遇到的问题以及对设计与实现的回顾讨论和分析
1城市链表在开始的建立时，由于头结点指针的判断错误，导致链表头结点中存有信息，而在后面的插入和删除操作中并未考虑到，导致链表记录出错，指针错位。
2在链表的删除过程中，由于删除的时判断的结点，故应找到起前驱指针，一开始并未考虑到这些，在无法删除的时候才想起来改进方法，后来设置了一个prior指针，专门找到对应结点的前驱，方便删除操作。
3课题拓展训练为为城市加入其他信息，如人口数等。
考虑到此项添加仅是在数据定义中再加入一个数据项，为了方便实验进行与演示，就没有进行扩展。
如需实现，可在Lnode的定义中，加入intnum等语句。
4链表建立初期，个人的想法是按照新增结点插入按顺序插入到链表中，删除时可以按照城市名称和城市坐标进行删除。
在具体的实现过程中，使用了菜单选择的方法，方便用户使用系统。
（2）算法的时空分析
算法使用动态分配空间的方式执行，故其执行时间与链表记录个数有关，如果有n个城市结点，其时间复杂度为O（n）。
（3）经验和体会
通过本次实验，对于链表部分的相关功能，如插入、删除、排序等相关算法进一步熟悉了。
能够利用所学知识，解决相关问题，并能够正确解决实验过程中出现的差错。
（4）测试功能展示
1城市链表的建立
在主菜单下，用户输入1并回车，然后按照提示建立城市链表，运行结果如下所示：
2插入链表记录
3查询链表记录：
4删除链表记录
5显示链表记录
6更新链表信息
7返回城市坐标
8查看与坐标P距离小于等于D的城市
6、源程序清单
#include
#include
#include
#include
#defineLENsizeof（LNode）
typedefstructLNode{
charname[20];
intposx;//横坐标
intposy;//纵坐标
structLNode*next;
}LNode,*Linklist;
//用于城市结点
intinsert（LinklistL,Linklistcity）;
LinklistcreatLink（）//创建一个城市链表，返回头结点地址
{
LinklistL=（Linklist）malloc（LEN）;//头结点
L->next=NULL;
Linklistp;
charname[20];
intpx;
intpy;
charend[4]="end";
printf（"请输入城市名称、横坐标和纵坐标，建立城市链表，以'end'为输入结束标志\n"）;
printf（"请输入城市名称：
"）;
scanf（"%s",name）;
while（strcmp（name,end））
{
printf（"请输入横坐标x:
"）;
scanf（"%d",&px）;
printf（"请输入纵坐标y：
"）;
scanf（"%d",&py）;
p=（Linklist）malloc（LEN）;//新结点
strcpy（p->name,name）;
p->posx=px;
p->posy=py;
insert（L,p）;//插入新结点
printf（"请输入城市名称：
"）;
scanf（"%s",name）;
}
return（L）;
}
voidprintList（LinklistL）
{//打印头结点地址为L的城市链表
printf（"\n------------------------\n"）;
printf（"城市\t坐标\n"）;
printf（"-------------------------\n"）;
Linklistp=L->next;
intn=1;
if（L->next==NULL）printf（"该链表中没有元素\n"）;
else
while（p!
=NULL）
{
printf（"%s",p->name）;
printf（"\t（%d,%d）\n",p->posx,p->posy）;
p=p->next;
}
printf（"-------------------------\n"）;
return;
}
intsearchName（LinklistL,charname[20]）{//以城市名查找
intflag=0;
Linklistp=L->next;
if（L->next==NULL）printf（"该链表中没有元素,查找失败\n"）;
else
{
while（p!
=NULL）{
if（!
strcmp（p->name,name））
{
flag=1;
printf（"您要查找的是%s城市\n",p->name）;
printf（"该城市坐标为（%d,%d）\n",p->posx,p->posy）;
}
p=p->next;
}
}
returnflag;
}
intsearchPos（LinklistL,intpx,intpy）{//以城市坐标查找
intflag=0;
Linklistp=L->next;
if（L->next==NULL）printf（"该链表中没有元素,查找失败\n"）;
else
{
while（p!
=NULL）{
if（p->posx==px&&p->posy==py）
{
flag=1;
printf（"您要查找城市坐标为（%d,%d）\n",p->posx,p->posy）;
printf（"该城市是%s\n",p->name）;
}
p=p->next;
}
}
returnflag;
}
intinsert（LinklistL,Linklistcity）{//插入
Linklistp=L->next;
Linklistp_prior=L;
while（p!
=NULL&&city->posx>=p->posx）
{
if（p->posx==city->posx&&p->posy==city->posy）
{
printf（"重复输入！
\n"）;return0;
}
p=p->next;
}//确定city插入的位置
while（p_prior->next!
=p）
{
p_prior=p_prior->next;
}
if（p==NULL）
{
p=p_prior;
city->next=NULL;
p->next=city;
}
else//若为空表，插到头结点之后
{
p=p_prior;
city->next=p->next;
p->next=city;
}
return1;
}
intdelName（LinklistL,charname[20]）{//利用城市名称删除
intflag=0;
intseat=1;
Linklistp=L;
if（p->next==NULL）
printf（"该链表中没有元素,删除失败\n"）;
else
{
while（p->next!
=NULL）
{
if（!
strcmp（p->next->name,name））
{
flag=1;
printf（"城市%s被删除\n",name）;
Linklistq=p->next;
p->next=q->next;
free（q）;
}
else{p=p->next;}
}
}
returnflag;
}
intdelPos（LinklistL,intpx,intpy）{//利用坐标删除
intflag=0;
Linklistp=L;
if（p->next==NULL）
printf（"该链表中没有元素,删除失败\n"）;
else
{
while（p->next!
=NULL）
{
if（p->next->posx==px&&p->next->posy==py）
{
Linklistq=p->next;
p->next=q->next;
free（q）;
flag=1;
printf（"坐标为（%d,%d）的城市被删除\n",px,py）;
}
else{p=p->next;}
}
}
returnflag;
}
intupdate（LinklistL,charname[20]）{//更新
intflag=0;
Linklistp=L->next;
if（L->next==NULL||L==NULL）printf（"该链表中没有元素,更新失败\n"）;
else
{
while（p!
=NULL）{
if（!
strcmp（p->name,name））
{
flag=1;
printf（"您要更新的是%s城市\n",p->name）;
printf（"请输入横坐标x:
"）;
scanf（"%d",&p->posx）;
printf（"请输入纵坐标y:
"）;
scanf（"%d",&p->posy）;
}
p=p->next;
}
}
returnflag;
}
intgetPos（LinklistL,charname[20]）{//给定一个城市名,返回城市坐标
intflag=0;
Linklistp=L->next;
if（L->next==NULL||L==NULL）printf（"该链表中没有元素,返回坐标失败\n"）;
else
{
while（p!
=NULL）{
if（!
strcmp（p->name,name））
{
flag=1;
printf（"您要查看的是%s城市\n",p->name）;
printf（"该城市坐标为:
（%d,%d）\n",p->posx,p->posy）;
}
p=p->next;
}
}
returnflag;
}
intgetCity（LinklistL,intpx,intpy,intd）{//给定一个城市坐标P,返回距离小于等于d的城市
intflag=0;
doubledistance;
Linklistp=L->next;
if（L->next==NULL||L==NULL）printf（"该链表中没有元素,返回坐标失败\n"）;
else
{
while（p!
=NULL）{
distance=sqrt（（p->posx-px）^2+（p->posy-py）^2）;
if（distance<=d）
{
flag=1;
printf（"该城市为:
%s",p->name）;
}
p=p->next;
}
}
printf（"\n"）;
returnflag;
}
voidmain（）
{
LinklistL=NULL;
printf（"\n**************欢迎使用城市链表系统***************\n"）;
printf（"*1建立城市链表*\n"）;
printf（"*2插入链表记录*\n"）;
printf（"*3查询链表记录*\n"）;
printf（"*4删除链表记录*\n"）;
printf（"*5显示链表记录*\n"）;
printf（"*6更新链表信息*\n"）;
printf（"*7返回城市坐标*\n"）;
printf（"*8查看与坐标P距离小于等于D的城市*\n"）;
printf（"*9退出链表系统*\n"）;
printf（"*************欢迎使用城市链表系统****************\n"）;
intmain_flag=0;
intflag;
intmenu;
printf（"请选择1-9：
"）;
scanf（"%d",&menu）;
while（menu）
{
switch（menu）
{
case1:
//建立城市链表
{
L=creatLink（）;
printf（"建立城市链表：
"）;
printList（L）;
main_flag=1;
break;
}
case2:
//插入链表记录
{
if（main_flag==1）
{
charname[20];
intpx,py;
printf（"请输入城市名称：
"）;
scanf（"%s",name）;
printf（"请输入横坐标x:
"）;
scanf（"%d",&px）;
printf（"请输入纵坐标y:
"）;
scanf（"%d",&py）;
Linklistp=（Linklist）malloc（LEN）;//新结点
strcpy（p->name,name）;
p->posx=px;
p->posy=py;
insert（L,p）;//有序的插入新结点
printf（"插入后的城市链表为：
"）;
printList（L）;
}
elseprintf（"\nERROR:
链表还没有建立，请先建立链表\n"）;
break;
}
case3:
//查询链表记录
{
intway;
charname[20];
intpx,py;
if（L!
=NULL）
{
if（main_flag）
{
printf（"选择查找方式：
1.按城市名2.按城市坐标\t选择:
"）;
scanf（"%d",&way）;
if（way==1）
{
printf（"\n请输入城市名:
"）;
scanf（"%s",name）;
flag=searchName（L,name）;
if（flag==0）printf（"无此城市记录，查找失败！
\n"）;
}
elseif（way==2）
{
printf（"请输入横坐标x:
"）;
scanf（"%d",&px）;
printf（"请输入纵坐标y:
"）;
升级会员 