数据结构实验01线性表.docx
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数据结构实验01线性表
《数据结构与算法》实验报告
班级学号
姓名
实验周次
实验日期
实验01：
线性表
一、实验目的
1．掌握单向链表和顺序表的特点；
2．掌握链式和顺序存储结构的基本运算；
3．掌握单向链表和顺序表的创建、插入、删除和显示表中元素等基本操作。
二、实验内容
假设一个班有N个学生（N<20），每个学生有学号、姓名、性别、分数共4个成员。
各个学生之间的逻辑关系是线性的，请采用单向链表或顺序表作为存储结构编写程序。
程序所要实现的功能如下：
①插入一个学生到线性表的指定位置，如果用户指定位置不合法，则需给出相应提示；
②按学号从线性表中查找并删除一个指定学生，如果用户指定学生不存在，则需给出提示；
③按学号查找用户指定的某个学生，找到后更改该学生的指定信息，如果未找到该学生则需给出提示；
④输出所有学生的相关信息。
程序运行的主菜单如图1-1所示。
三、实验要求
1．学号为1-20号且学号为单号的同学：
以有头结点的单向链表作为线性表的存储结构；
2.学号为21-50号且学号为单号的同学：
以无头结点的单向链表作为线性表的存储结构。
3．所有学号为双号的同学：
采用顺序表作为线性表的存储结构，线性表的预设长度为20。
4.学有余力的同学：
采用顺序表作为线性表的存储结构，但是程序可以通过realloc（）函数动态扩充顺序表的长度。
四、运行结果（截图）
图1-1显示表中所有信息
图1-2插入功能
图1-3删除功能
图1-4修改功能
图1-5修改结果的显示
五、实验程序（源代码）
#include"stdio.h"
#include"stdlib.h"
#include"string.h"
//学生结构体
typedefstruct
{
charno[10];
charname[20];
chargender;
floatscore;
}STU;
//单链表结点的结构体
typedefstructLNode
{
STUdata;//当前结点中存储的学生数据
structLNode*next;//下一个结点的地址
}LinkedNode;
//功能菜单
voidmenu（）
{
printf（"\n\t***********单向链表（无头结点）*************\n"）;
printf（"\t*1插入一个学生*\n"）;
printf（"\t*2删除一个学生*\n"）;
printf（"\t*3修改学生信息*\n"）;
printf（"\t*4输出所有学生信息*\n"）;
printf（"\t*0保存数据并退出程序*\n"）;
printf（"\t******************************************\n"）;
printf（"\t请选择菜单项：
"）;
}
/*检测当前目录下是否存在文件stu.dat，如果存在，则从其中读取数据构造线性表；
否则，新建该数据文件。
*/
LinkedNode*init（）
{
FILE*fp;
charflag='r';
STUstmp;
LinkedNode*head,*p,*rear;
//不带头结点的单链表，设置其头指针为空，则表示链表为空
head=NULL;
//打开文件
if（（fp=fopen（"stu.dat","rb"））==NULL）
{
flag='w';
if（（fp=fopen（"stu.dat","wb"））==NULL）
{
printf（"数据文件不存在或创建文件不成功，程序异常退出!
\n"）;
exit（-1）;
}
}
//开始读文件
if（flag=='r'）
{
fread（&stmp,sizeof（STU）,1,fp）;
while（!
feof（fp））
{
//开辟一个结点空间
p=（LinkedNode*）malloc（sizeof（LinkedNode））;
//构造结点
p->data=stmp;
p->next=NULL;
//为了保证恢复出来的链表结点顺序和当初存入的结点顺序保持一致
//将构造好的结点从尾部插入单向链表
if（NULL==head）//如果插入的是第一个结点
{
rear=p;
head=p;
}
else//如果插入的不是第一个结点
{
rear->next=p;
rear=p;
}
//再读一个学生的数据
fread（&stmp,sizeof（STU）,1,fp）;
}
}
//关闭文件
fclose（fp）;
//返回单链表的头指针
returnhead;
}
/*输入一个学生的信息，构造一个新结点*/
LinkedNode*getNewNode（）
{
LinkedNode*pNew;
//开辟一个结点空间
pNew=（LinkedNode*）malloc（sizeof（LinkedNode））;
//构造结点
printf（"请输入待插入学生的信息!
\n"）;
fflush（stdin）;
printf（"Pleaseinputthenum:
\t"）;
gets（pNew->data.no）;
fflush（stdin）;
printf（"Pleaseinputthename:
\t"）;
gets（pNew->data.name）;
fflush（stdin）;
printf（"Pleaseinputthesex:
\t"）;
scanf（"%c",&（pNew->data.gender））;
fflush（stdin）;
printf（"Pleaseinputthescore:
\t"）;
scanf（"%f",&（pNew->data.score））;
pNew->next=NULL;
returnpNew;
}
/*插入一个学生到不带头结点的单链表中*/
voidinsert（LinkedNode*&head）//调用过程中head有可能被改变，因此需用指针的引用参数，或者使用二级指针
{
intpoi,count;
LinkedNode*pre,*pNew;//pre指向插入位置的直接前驱结点，pNew用于开辟新结点空间
printf（"请输入待插入学生的位置:
\n"）;
scanf（"%d",&poi）;
if（1==poi）//如果插入到第一个位置（此时需要改变head的值，因此需要单独讨论）
{
pNew=getNewNode（）;
//插入新结点到单向链表中的第一个结点之前
pNew->next=head;
head=pNew;//新结点成为新的第一个学生结点
}
else//如果插入的不是第一个位置
{
pre=head;//先让pre指向第一个学生结点
count=1;//第一个结点的报数为1
//当未到链表尾部，并且报数未到第poi-1个学生结点（即插入点的直接前驱）时
while（pre!
=NULL&&count{
pre=pre->next;
count++;
}
//如果找到了正确的插入位置
if（count==poi-1&&pre!
=NULL）
{
pNew=getNewNode（）;//输入插入学生信息，构造一个新的结点
//插入新结点到单向链表中pre所指结点之后
pNew->next=pre->next;
pre->next=pNew;
}
else//如果插入位置不合法
{
printf（"您输入的插入位置不合法!
\n"）;
}
}
}
/*从不带头结点的单链表中删除一个指定学生*/
voiddel（LinkedNode*&head）//调用过程中head有可能被改变，因此需用指针的引用参数，或者使用二级指针
{
if（NULL!
=head）
{
charno[10];
intflag=0;//flag==0表示未删除；flag==1表示已经删除
LinkedNode*pre,*q;//pre指向待删除结点的直接前驱，q指向待删除结点
fflush（stdin）;
printf（"请输入待删除学生的学号:
\n"）;
scanf（"%s",no）;
if（!
strcmp（head->data.no,no））//如果待删除的结点是第一个结点
{
q=head;
head=head->next;
printf（"学号为%s的学生已经成功删除!
\n",q->data.no）;
free（q）;//先提示，后释放
flag=1;
}
else//如果待删除的结点不是第一个结点
{
//pre始终要指向待删除结点的直接前驱，先让其指向整个链表中的第一个学生结点
pre=head;
while（NULL!
=pre->next）
{
if（!
strcmp（pre->next->data.no,no））//如果找到了待删除结点的直接前驱
{
q=pre->next;//q指向待删除结点
pre->next=q->next;//先让q所指结点从链表中断开
printf（"学号为%s的学生已经成功删除!
\n",q->data.no）;
free（q）;//先提示，后释放
flag=1;
break;
}
else
pre=pre->next;
}
}
if（0==flag）
printf（"未找到您要删除的学生!
\n"）;
}
else
{
printf（"当前单链表为空，没有学生数据可供删除!
\n"）;
}
}
/*查找指定学生，并修改其信息*/
voidmodify（LinkedNode*&head）//调用过程中head有可能被改变，因此需用指针的引用参数，或者使用二级指针
{
if（NULL!
=head）
{
charno[10];
intchoice,flag=0;
LinkedNode*p;
//p最终要指向待修改的学生结点，所以先让其指向第一个学生结点
p=head;
printf（"请输入待修改学生的学号:
\n"）;
scanf（"%s",no）;
while（p!
=NULL）
{
if（!
strcmp（p->data.no,no））//如果找到待修改的学生
{
while
（1）
{
printf（"当前学生的信息如下：
\n"）;
printf（"1--学号:
%s\n",p->data.no）;
printf（"2--姓名:
%s\n",p->data.name）;
printf（"3--性别:
%c\n",p->data.gender）;
printf（"4--分数:
%.1f\n",p->data.score）;
printf（"请选择修改信息项的编号（输入0完成修改）：
"）;
fflush（stdin）;
scanf（"%d",&choice）;
switch（choice）
{
case1:
fflush（stdin）;
printf（"请输入修改后的学号：
"）;
scanf（"%s",p->data.no）;
break;
case2:
fflush（stdin）;
printf（"请输入修改后的姓名：
"）;
scanf（"%s",p->data.name）;
break;
case3:
fflush（stdin）;
printf（"请输入修改后的性别：
"）;
scanf（"%c",&p->data.gender）;
break;
case4:
fflush（stdin）;
printf（"请输入修改后的分数：
"）;
scanf（"%f",&p->data.score）;
break;
case0:
flag=1;//flag设置为1是为了跳出内层的while
（1）循环
break;
default:
printf（"不存在此选项，请重新输入信息项的编号!
\n"）;
}
choice=-1;//输入错误的信息项编号或者未输入信息项编号
if（1==flag）
break;
}
return;//内层的while
（1）循环结束，说明修改完成，直接返回即可
}
else
p=p->next;//当前结点不是待修改的学生，继续查看链表中的下一个结点
}
//如果前面一直都未能通过return;语句返回，则说明链表中没有要找的学生
printf（"当前单链表中没有学号为%s的学生!
\n",no）;
}
else
{
printf（"当前单链表为空，没有学生数据可供修改!
\n"）;
}
}
/*显示所有学生的信息*/
voidshowAll（LinkedNode*head）
{
LinkedNode*p;
inti;
//先让p指向第一个学生结点
p=head;
if（head）
{
printf（"单链表中所有学生的信息如下!
\n"）;
printf（"%5s%11s%21s%7s%9s\n","序号","学号","姓名","性别","成绩"）;
i=1;
while（NULL!
=p）
{
printf（"%5d%11s%21s%7c%9.1f\n",i,p->data.no,p->data.name,p->data.gender,p->data.score）;
p=p->next;
i++;
}
}
else
printf（"单链表为空!
\n"）;
}
/*保存所有学生的信息到文件*/
voidsave（LinkedNode*head）
{
FILE*fp;
LinkedNode*p;
//打开文件
if（（fp=fopen（"stu.dat","wb"））==NULL）
{
printf（"数据文件打开失败，保存不成功，程序异常退出！
"）;
exit（-1）;
}
//开始写文件
p=head;
while（p!
=NULL）
{
fwrite（&（p->data）,sizeof（STU）,1,fp）;
p=p->next;
}
//关闭文件
fclose（fp）;
printf（"单链表中的所有数据已经成功写入文件!
\n"）;
}
voidmain（）
{
intchoice=-1;
LinkedNode*head;
head=init（）;
while
（1）
{
menu（）;
fflush（stdin）;
scanf（"%d",&choice）;
switch（choice）
{
case1:
insert（head）;
break;
case2:
del（head）;
break;
case3:
modify（head）;
break;
case4:
showAll（head）;
break;
case0:
save（head）;
exit（0）;
break;
default:
printf（"\t您输入的菜单项不存在，请重新选择!
\n"）;
}
choice=-1;
}
}
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