数据结构实验报告单链表.docx
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数据结构实验报告单链表
2016级数据结构实验报告
实验名称:
实验一线性表——题目1
学生姓名:
李文超
班级:
班内序号:
15
学号:
47
日期:
2016年11月13日
1.实验要求
实验目的:
根据线性表的抽象数据类型的定义,选择下面任一种链式结构实现线性表,并完成线性表的基本功能。
线性表存储结构(五选一):
1、带头结点的单链表
2、不带头结点的单链表
3、循环链表
4、双链表
5、静态链表
线性表的基本功能:
1、构造:
使用头插法、尾插法两种方法
2、插入:
要求建立的链表按照关键字从小到大有序
3、删除
4、查找
5、获取链表长度
6、销毁
7、其他:
可自行定义
编写测试main()函数测试线性表的正确性。
2.程序分析
存储结构
单链表的存储:
(1)链表用一组任意的存储单元来存放线性表的结点。
这组存储单元既可以是连续的,也可以是不连续的,甚至零散地分布在内存的某些位置。
(2)链表中结点的逻辑次序和物理次序不一定相同。
为了能正确表示结点间的逻辑关系,在存储每个元素值的同时,还要存储该元素的直接后继元素的位置信息,这个信息称为指针或链。
结点结构
┌──┬──┐data域---存放结点值的数据域
│data│next│next域---存放结点的直接后继的地址的指针域
└──┴──┘?
单链表在内存中的存储示意
地址内存单元
a[3]
1080H
……
a[1]
10C0H
……
a[4]
^
……
a[2]
1000H
……
1000H
头指针1020H
1080H
10C0H
front…………
关键算法分析
1、关键算法:
(1)头插法
自然语言描述:
a:
在堆中建立新结点
b:
将a[i]写入到新结点的数据域
c:
修改新结点的指针域
d:
修改头结点的指针域。
将新结点加入链表中
伪代码描述
a:
Node*s=newNode
b:
s->data=a[i]
c:
s->next=front->next;
d:
front->next=s
(2)尾插法
自然语言描述:
a:
在堆中建立新结点:
b:
将a[i]写入到新结点的数据域:
c:
将新结点加入到链表中
d:
修改修改尾指针
伪代码描述
a:
Node*s=newNode
b:
s->data=a[i]
c:
r->next=s;
d:
r=s
(3)遍历打印函数
自然语言描述:
a:
判断该链表是否为空链表,如果是,报错
b:
如果不是空链表,新建立一个temp指针
c:
将temp指针指向头结点
d:
打印temp指针的data域
e:
逐个往后移动temp指针,直到temp指针的指向的指针的next域为空
伪代码描述
a:
Iffront->next==NULL
Throw”anemptylist”
Node*temp=front->next;
b:
while(temp->next)
c:
cout<data<<"";
d:
temp=temp->next;
(4)获取链表长度函数
自然语言描述:
a:
判断该链表是否为空链表,如果是,输出长度0
b:
如果不是空链表,新建立一个temp指针,初始化整形数n为0
c:
将temp指针指向头结点
d:
判断temp指针指向的结点的next域是否为空,如果不是,n加一,否则returnn
e:
使temp指针逐个后移,重复d操作,直到temp指针指向的结点的next域为0,返回n
伪代码描述
a:
ifront->next==NULL
b:
Node*temp=front->next;
c:
while(temp->next)
d:
temp=temp->next;
(5)析构/删除函数
自然语言描述:
a:
新建立一个指针,指向头结点
b:
判断要释放的结点是否存在,
c:
暂时保存要释放的结点
d:
移动a中建立的指针
e:
释放要释放的指针
伪代码描述
a:
Node*p=front
b:
while(p)
c:
front=p
d:
p=p->next
e:
deletefront
(6)按位查找函数
自然语言描述:
a:
初始化工作指针p和计数器j,p指向第一个结点,j=1
b:
循环以下操作,直到p为空或者j等于1
:
p指向下一个结点
:
j加1
c:
若p为空,说明第i个元素不存在,抛出异常
d:
否则,说明p指向的元素就是所查找的元素,返回元素地址
伪代码描述
a:
Node*p=front->next;j=1;
b:
while(p&&j!
=1)
:
p=p->next
:
j++
c:
if(!
p)throw”error”
d:
returnp
(7)按位查找函数
自然语言描述:
a:
初始化工作指针p和计数器j,p指向第一个结点,j=1
b:
循环以下操作,找到这个元素或者p指向最后一个结点
:
判断p指向的结点是不是要查找的值,如果是,返回j,否则p指向下一个结点,并且j的值加一
c:
如果找到最后一个结点还没有找到要查找的元素,返回查找失败信息
伪代码描述
a:
Node*p=front->next;j=1;
b:
while(p)
:
if(p->next==x)returnj
p=p->next
j++
c:
return“error”
(8)插入函数
自然语言描述:
a:
在堆中建立新结点
b:
将要插入的结点的数据写入到新结点的数据域
c:
修改新结点的指针域
d:
修改前一个指针的指针域,使其指向新插入的结点的位置
伪代码描述
a:
Node*s=newNode;
b:
s-data=p->data
c:
s->next=p->next
d:
p->next=s
e:
p->data=x
(9)删除函数
自然语言描述:
a:
从第一个结点开始,查找要删除的位数i前一个位置i-1的结点
b:
设q指向第i个元素
c:
将q元素从链表中删除
d:
保存q元素的数据
e:
释放q元素
伪代码描述
a:
q=p->next
b:
p->next=q->next
c:
x=q->data
d:
deleteq
2、代码详细分析(插入):
(1)从第一个结点开始,查找节点,使它的数据比x大,设p指向该结点:
while(x>p->data){p=p->next;}
(2)新建一个节点s,把p的数据赋给s:
s->data=p->data;
(3)把s加到p后面:
s->next=p->next;p->next=s;
(4)p节点的数据用x替换:
p->data=x;
示意图如图所示
p
x
p->data
s
3、关键算法的时间复杂度:
O
(1)
3.程序运行结果
1.流程图:
初始化一个对象
2、结果截图
3.测试结论:
可以正确的对链表进行插入,删除,取长度,输出操作。
且插入任意一个元素后,链表的顺序依然是由小到大。
4、给出代码(文末)
4.总结
1、问题
书中已经给出析构、查找、插入、删除过程代码,遍历以及获取长度代码需要自己写出,刚开始写时一直出现各种基本错误,后来经过不断调试解决了问题。
编写main函数时,调用插入删除等操作的代码一直编写失败,后自行查找资料后解决
2、收获
这次编程任务完成地较为艰辛,但做完之后大大加深了自己对书中各个知识点的印象和理解。
也学会了一些编写算法的小技巧,要有耐心,多看书复习知识。
总之,这次实验使我印象深刻。
#include
usingnamespacestd;
template
structNode
{
Tdata;
structNode*next;
};
template
classLinkList
{
public:
LinkList()LinkList();
system("pause");
return0;
}