完整word版广义表的应用.docx

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完整word版广义表的应用

软件综合课程设计

广义表的应用

图书借阅管理系统

二〇一四年六月

广义表的应用

一、问题陈述

由于广义表在结构上较线性表复杂得多，因此，广义表的运算也不如线性表简单。

本设计要求实现的广义表的建立、查找、输出、取表头和取表尾以及求深度、求逆表等。

本设计用一个主控菜单程序控制，共分为6个子系统。

（1）建立广义表

（2）输出广义表

（3）结点的查找

（4）求广义表表头

（5）求广义表表尾

（6）求广义表的深度

二、需求分析

1.菜单函数

使用数字0-6来选择菜单项，超出此范围时，提示输入错误，并重新输入。

运行程序时，先输入一个广义表，回车后，调用各功能函数，则出现功能菜单，输入的一个数字，该数字用sn存储，使用choose（）接受数字输入，该函数的返回值提供给主函数；则主函数使用while循环实现重复选择，以实现不同的广义表菜单功能。

2.主函数

包含的功能函数有：

输出广义表、广义表深度、广义表表头、广义表表尾、广义表查找、广义表逆置6个函数。

运行程序时，首先执行主函数，根据提示，建立广义表，广义表中的元素应单独输入，每输入一个字符，回车，广义表输入完成时，应再次输入“）”，表示输入结束，这是由于CreateGList函数递归的原因，回车，此时调用choose（）函数，出现功能菜单，提示用户进行相关操作，进入任一操作，通过switch（choose（））对用户所输入的信息进行匹配，匹配后调用相关的子函数，从而实现各项函数的功能。

3.创建广义表函数

函数中，先定义一个整型数据i=0和一个数组a[10]，构建时，先输入一个字符，如果输入字符的是‘#’，则广义表为空，否则输出第一个左括号。

接下来的元素项如果是子表，则递归调用CreateGList（），若是原子，则直接输出，并将输入的数据保存在数组a[i]中，同时i++，然后继续输入保存用户所输入的数据，若是‘，’，则递归调用CreateGList（）函数，继续执行第一步，当遇到‘）’时，结束。

4.广义表的输出

此函数实现的是输出功能，它直接关联到后面的取表头、表尾运算。

函数中，分为原子和子表，若是子表，则利用头结点指针，递归输出子表。

若是原子，则直接输出该原子的数值。

然后判断下一结点是否为空，不为空则输出“，”，继续递归输出，执行上一步的操作。

5.结点的查找

运行时，输入要查找的元素，将该元素与数组中的元素进行比较，若相等，则查找成功，输出此元素的位置信息，当查找超出范围时，输出查找失败信息。

6．求广义表的表头

表头分为子表和原子。

当表头为子表时，先输出左括号，再通过递归调用依次输出表头，最后输出右括号。

当表头为原子时，直接输出原子数值。

7.求广义表的表尾

若广义表非空，则广义表中除去表头后其余元素构成的子表为表尾。

函数中，定义指针p、q，q用于指向广义表表头，q->next为广义表表尾，并赋值给p，因p也是广义表，则可调用广义表输出函数PrintGList（），输出表尾。

8.广义表的逆置

逆置即将表头和表尾倒置，因此算法中，先后调用取表尾函数和取表头函数，先输出表尾，再输出表头，以此实现逆置功能。

9.广义表的深度

广义表深度的递归定义式：

它等于所有子表中表的最大深度加1。

若一个表为空，则深度为1。

定义dep表示任一子表的深度，max为所有子表中的最大深度，则广义表的深度为max+1。

函数中，当广义表L为空表或由单元素组成时，不进行递归调用，返回1；否则，当广义表含有子表时，利用头结点指针，递归求出深度，将最大深度的子表的dep赋值给max，返回max+1即为广义表深度。

三、概要设计

程序的开始，先定义广义表的结点类型，采用枚举类型区分原子ATOM和子表LIST。

采用联合体定义原子结点的值域atom和表头指针域hp。

再输入一个广义表，在程序中可以定义一个数组用来存放广义表中的关键字。

编写各个功能函数时，先了解算法的思想，绘出流程图，根据流程图进一步编写。

之后编写一个功能选择函数choose（），并在此函数中打印运行界面，通过输入代码，来进行不同功能的操作。

在运行界面中，通过一个while循环，能让用户进行循环操作，直至退出系统。

四、详细设计

1.菜单函数

intchoose（）

{

intsn;

cout<<"---------------------------------------"<

cout<<"广义表的应用"<

cout<<"1.广义表输出2.结点的查找"<

cout<<"3.广义表表头4.广义表表尾"<

cout<<"5.广义表逆置6.广义表深度"<

cout<<"0.退出系统"<

cout<<"---------------------------------------"<

cout<<"请输入代码0－6：

"<

for（;;）

{

cin>>sn;

if（sn<0||sn>6）

cout<

"<

else

break;

}

returnsn;

}

2.主函数

intmain（）

{

GList*L;

charch;

printf（"建立广义表，结束请多输一个右括号！

\n"）;

CreateGList（&L）;//创建广义表

while

（1）

{

switch（choose（））

{

case1:

cout<<"输出广义表：

";

PrintGList（L）;

cout<

break;

case2:

cout<<"请输入要查找的结点：

";

cin>>ch;

Locate（L,ch）;

cout<

break;

case3:

cout<<"广义表取表头：

";

GListHead（L）;

cout<

break;

case4:

cout<<"广义表取表尾：

";

cout<<"（";

GListTail（L）;

cout<<"）"<

break;

case5:

printf（"广义表的逆表：

"）;

TraverseList（L）;

cout<

break;

case6:

cout<<"广义表的深度为：

";

cout<hp）<

break;

case0:

cout<<"退出！

"<

exit（0）;

break;

}

}

return0;

}

3.创建广义表函数：

CreateGList（）

voidCreateGList（GList**L）//创建广义表函数

{

charch;

cin>>ch;//输入数据

if（ch=='#'）//如果输入的是#表示为空

*L=NULL;

elseif（ch=='（'）//如果是左括号就递归构建子表

{

*L=（GList*）malloc（sizeof（GList））;

（*L）->tag=1;//广义表的标志量为LIST

CreateGList（&（（*L）->hp））;//建立此广义表的表头指针所指的元素

}

else//只有原子的情况下

{

*L=（GList*）malloc（sizeof（GList））;

（*L）->tag=0;//广义表标志量为ATOM

（*L）->atom=ch;//元素为所输入数值

a[i]=ch;//不能写成a[i]=（*L）->atom;

i++;

}

cin>>ch;//此处输入的必为逗号或者右括

if（ch==','）//如果是逗号就递归构建下一个子表

CreateGList（&（（*L）->next））;

elseif（ch=='）'）//如果是右括号就结束

（*L）->next=NULL;

}

4.广义表输出函数PrintGList（）

voidPrintGList（GList*L）//输出广义表

{

if（L->tag==1）//广义表标志量为LIST

{

cout<<"（";//先输出左括号

if（L->hp==NULL）//表头指针为空

cout<<"#";

else

PrintGList（L->hp）;//递归打印子表

cout<<"）";//结束打印右括号

}

else//标志量为ATOM

cout<atom;//输出此元素

if（L->next!

=NULL）

{

cout<<",";

PrintGList（L->next）;//调用此函数，输出广义表下一个元素

}

}

5.广义表查找函数Locate（）

voidLocate（GList*L,charch）//广义表

查找

{

intj;

cin>>ch;//输入要查找关键字

for（j=0;j<=i;j++）//用for循环查找

{

if（a[j]==ch）//如果找到

{

cout<<"查找成功，位置为:

"<

break;

}

}

if（j>i）

cout<<"查找失败,元素不存在此广义表中!

"<

}

6.广义表取表头函数：

voidGListHead（GList*L）//广义表取表头

{

GList*p;

p=L->hp;//p指向广义表表头

PrintGListHead（p）;//调用表头输出函数

}

7.广义表取表尾函数

voidGListTail（GList*L）//广义表取表尾

{

GList*p,*q;

q=L->hp;//q指向广义表表头

p=q->next;//p指向广义表表尾

PrintGList（p）;

}

8.广义表逆置函数TraverseList（）

voidTraverseList（GList*L）//广义表逆置

{

cout<<"（";

GListTail（L）;//调用取表尾函数

cout<<",";

GListHead（L）;//调用取表头函数

cout<<"）";

}

9.广义表求深度函数

intGListDepth（GList*L）//求广义表深度

{

intmax,dep;

if（!

L）//广义表存在

return1;

for（max=0;L;L=L->next）

//max初值为0，元素地址不为空

{

if（L->tag==1）

//元素标志量为LIST

{

dep=GListDepth（L->hp）;

//求以L->hp的子表深度

i