华中科技大学计算机学院数据结构实验报告.docx
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华中科技大学计算机学院数据结构实验报告
华中科技大学-计算机学院-数据结构实验报告
1基于顺序存储结构实现线性表的基本运算
1.1实验目的
通过实验达到：
（1）加深对线性表的概念、基本运算的理解；
（2）熟练掌握线性表的逻辑结构与物理结构的关系；（3）物理结构采用顺序表,熟练掌握线性表的基本运算的实现。
1.2线性表演示系统设计
1.2.1系统总体设计
本系统提供一个顺序存储的线性表。
该演示系统提供的操作有：
表的初始化、销毁、清空、判空，求表长、获取数据元素、查找数据元素、获得前驱、获得后继、创建线性表、插入数据元素、删除数据元素、表的遍历。
在程序中实现消息处理，包括数据的输入和输出，程序的退出。
1.2.2有关常量和类型定义
数据元素类型的定义：
typedefintstatus;
typedefintElemType;
有关常量的定义：
#defineTRUE1
#defineFALSE0
#defineOK1
#defineERROR0
#defineINFEASTABLE-1
#defineOVERFLOW-2
#defineLIST_INIT_SIZE100
#defineLISTINCREMENT10
1.2.3算法设计
（1）InitaList（&L）
操作结果：
构造一个空的线性表。
（2）DestroyList（&L）
初始条件：
线性表L已存在。
操作结果：
销毁线性表L。
（3）ClearList（&L）
初始条件：
线性表L已存在。
操作结果：
将L重置为空表。
（4）ListEmpty（L）
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。
（5）ListLength（L）
初始条件：
线性表已存在。
操作结果：
返回L中数据元素的个数。
（6）GetElem（L,i,&e）
初始条件：
线性表已存在，1≤i≤ListLength（L）。
操作结果：
用e返回L中第i个数据元素的值。
（7）LocateElem（L,e，compare（））
初始条件：
线性表已存在。
操作结果：
返回L中第1个与e满足关系compare（）关系的数据元素的
位序，若这样的数据元素不存在，则返回值为0。
（8）PriorElem（L，cur_e，&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，否则操作失败，pre_e无定义。
（9）NextElem（L，cur_e，&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
的后继，否则操作失败，next_e无定义。
（10）ListInsert（&L,i,e）
初始条件：
线性表L已存在且非空，1≤i≤ListLength（L）+1。
操作结果：
在L的第i个位置之前插入新的数据元素e，L的长度加1
（11）ListDelete（&L,i,&e）
初始条件：
线性表L已存在且非空，1≤i≤ListLength（L）。
操作结果：
删除L的第i个数据元素，用e返回其值，L的长度减1.
（12）ListTraverse（L，visit（））
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visit（）。
一旦调用失败，则操
作失败。
1.3线性表演示系统实现与测试
1.3.1系统实现
编程环境为VisualStudio2015，程序清单如下：
#define_CRT_SECURE_NO_WARNINGS
/*LinearTableOnSequenceStructure*/
#include
#include
#include
/*---------page10ontextbook---------*/
#defineTRUE1
#defineFALSE0
#defineOK1
#defineERROR0
#defineINFEASTABLE-1
#defineOVERFLOW-2
typedefintstatus;
typedefintElemType;//数据元素类型定义
/*-------page22ontextbook-------*/
#defineLIST_INIT_SIZE100
#defineLISTINCREMENT10
typedefstruct{//顺序表（顺序结构）的定义
ElemType*elem;
intlength;
intlistsize;
}SqList;
/*-----page19ontextbook---------*/
statusIntiaList（SqList&L）;
statusDestroyList（SqList*L）;
statusClearList（SqList&L）;
statusListEmpty（SqListL）;
intListLength（SqListL）;
statusGetElem（SqListL,inti,ElemType&e）;
intLocateElem（SqListL,ElemTypee）;//简化过
statusPriorElem（SqListL,ElemTypecue,ElemType*pre）;
statusNextElem（SqListL,ElemTypecue,ElemType*next）;
statusListInsert（SqList*L,inti,ElemTypee）;
statusListDelete（SqList*L,inti,ElemType*e）;
statusListTrabverse（SqListL）;//简化过
ElemTypee;
/*--------------------------------------------*/
voidmain（void）{
SqListL;
intop=1,e,cue,pre,next,m;
while（op）{
system（"cls"）;
printf（"\n\n"）;
printf（"MenuforLinearTableOnSequenceStructure\n"）;
printf（"-------------------------------------------------\n"）;
printf（"1.IntiaList7.LocateElem\n"）;
printf（"2.DestroyList8.PriorElem\n"）;
printf（"3.ClearList9.NextElem\n"）;
printf（"4.ListEmpty10.ListInsert\n"）;
printf（"5.ListLength11.ListDelete\n"）;
printf（"6.GetElem12.ListTrabverse\n"）;
printf（"0.Exit\n"）;
printf（"-------------------------------------------------\n"）;
printf（"请选择你的操作[0~12]:
"）;
scanf（"%d",&op）;
switch（op）
{
case1:
//printf（"\n----IntiaList功能待实现！
\n"）;
if（IntiaList（L）==OK）printf（"线性表创建成功！
\n"）;
elseprintf（"线性表创建失败！
\n"）;
getchar（）;getchar（）;
break;
case2:
//printf（"\n----DestroyList功能待实现！
\n"）;
if（DestroyList（&L）==OK）printf（"线性表销毁成功！
\n"）;
elseprintf（"线性表销毁失败！
\n"）;
getchar（）;getchar（）;
break;
case3:
//printf（"\n----ClearList功能待实现！
\n"）;
if（ClearList（L）==OK）printf（"线性表清空成功！
\n"）;
elseprintf（"线性表清空失败！
\n"）;
getchar（）;getchar（）;
break;
case4:
//printf（"\n----ListEmpty功能待实现！
\n"）;
if（ListEmpty（L）==OK）printf（"线性表已清空！
\n"）;
elseprintf（"线性表未清空！
\n"）;
getchar（）;getchar（）;
break;
case5:
//printf（"\n----ListLength功能待实现！
\n"）;
printf（"线性表长度为%d\n",ListLength（L））;
getchar（）;getchar（）;
break;
case6:
//printf（"\n----GetElem功能待实现！
\n"）;
inti;
printf（"请输入要查询的序数：
"）;
scanf（"%d",&i）;
if（GetElem（L,i,e）==OK）printf（"表中第%d个数据为%d\n",i,e）;
elseprintf（"查询失败！
\n"）;
getchar（）;getchar（）;
break;
case7:
//printf（"\n----LocateElem功能待实现！
\n"）;
printf（"请输入要查询的数据：
\n"）;
scanf（"%d",&e）;
m=LocateElem（L,e）;
if（m!
=ERROR）
{
printf（"L中第一个与查询数据相等的数据的位序为%d\n",m）;
}
else
{
printf（"这样的数据元素不存在！
\n"）;
}
getchar（）;getchar（）;
break;
case8:
printf（"请输入要查询的元素：
"）;
scanf（"%d",&cue）;
if（PriorElem（L,cue,&pre）==OK）printf（"前驱为%d\n",pre）;
elseprintf（"无此前驱\n"）;
getchar（）;getchar（）;
break;
case9:
printf（"请输入要查询的元素：
"）;
scanf（"%d",&cue）;
if（NextElem（L,cue,&next）==OK）printf（"后驱为%d\n",next）;
elseprintf（"无此后驱\n"）;
getchar（）;getchar（）;
break;
case10:
printf（"请输入i：
"）;
scanf（"%d",&i）;
printf（"请输入e：
"）;
scanf（"%d",&e）;
if（ListInsert（&L,i,e）==OK）printf（"线性表插入成功\n"）;
elseprintf（"线性表插入失败\n"）;
getchar（）;getchar（）;
break;
case11:
printf（"请输入要删除的元素的序列：
"）;
scanf（"%d",&i）;
if（ListDelete（&L,i,&e）==OK）printf（"元素删除成功\n"）;
elseprintf（"元素删除失败\n"）;
getchar（）;getchar（）;
break;
case12:
//printf（"\n----ListTrabverse功能待实现！
\n"）;
if（!
ListTrabverse（L））printf（"线性表是空表！
\n"）;
getchar（）;getchar（）;
break;
case0:
break;
}//endofswitch
}//endofwhile
printf（"欢迎下次再使用本系统！
\n"）;
}//endofmain（）
/*--------page23ontextbook--------------------*/
statusIntiaList（SqList&L）
{
L.elem=（ElemType*）malloc（LIST_INIT_SIZE*sizeof（ElemType））;
if（!
L.elem）exit（OVERFLOW）;
L.length=0;
L.listsize=LIST_INIT_SIZE;
returnOK;
}
statusDestroyList（SqList*L）
{
free（L->elem）;
L->elem=NULL;
returnOK;
}
statusClearList（SqList&L）
{
L.length=0;
returnOK;
}
statusListEmpty（SqListL）
{
if（L.length==0）
{
returnTRUE;
}
else
{
returnERROR;
}
}//判断表空
intListLength（SqListL）
{
returnL.length;
}
statusGetElem（SqListL,inti,ElemType&e）
{
e=*（L.elem+i-1）;
returne;
}
intLocateElem（SqListL,ElemTypee）
{
intk=1;
while（*L.elem!
=e）
{
L.elem++;
k++;
if（k>L.length）
{
returnERROR;
}
}
returnk;
}
statusPriorElem（SqListL,ElemTypecue,ElemType*pre）
{
inti;
for（i=1;i{
if（L.elem[i]==cue）
{
*pre=（int）L.elem[i-1];
returnOK;
}
}
returnFALSE;
}
statusNextElem（SqListL,ElemTypecue,ElemType*next）
{
intm;
for（m=0;m{
if（L.elem[m]==cue）
{
*next=（int）L.elem[m+1];
returnOK;
}
}
returnFALSE;
}
statusListInsert（SqList*L,inti,ElemTypee）
{
ElemType*nw,*t,*p;
if（!
L->elem）returnERROR;
if（i<1||i>L->length+1）returnERROR;
if（L->length>=L->listsize）
{
nw=（ElemType*）realloc（L->elem,（L->listsize+LISTINCREMENT）*sizeof（ElemType））;
if（!
nw）returnERROR;
L->elem=nw;
L->listsize+=LISTINCREMENT;
}
t=&（L->elem[i-1]）;
for（p=&（L->elem[L->length-1]）;p>=t;p--）
{
*（p+1）=*p;
}
*t=e;
++L->length;
returnOK;
}
statusListDelete（SqList*L,inti,ElemType*e）
{
ElemType*t,*p;
if（i<1||i>L->length||!
L->elem）returnERROR;
p=&（L->elem[i-1]）;
e=p;
t=&（L->elem[L->length-1]）;
for（p++;p<=t;++p）
*（p-1）=*p;
--L->length;
returnOK;
}
statusListTrabverse（SqListL）
{
inti;
printf（"\n-----------allelements-----------------------\n"）;
for（i=0;iprintf（"\n------------------end------------------------\n"）;
returnL.length;
}
1.3.2系统测试
表1-1线性表算法测试用例表
测试用例
程序输入
理论结果
运行结果
用例1
1
线性表创建成功
用例2
2
线性表销毁成功
用例3
3
线性表清空成功
用例4
4
线性表已清空
用例5
5
线性表长度为0
用例6
6
表中第1个数据为1
用例7
7
表中第一个与查询数据相等的数据的位序为1
用例8
8
前驱为5
用例9
9
后驱为1
用例10
10
线性表插入成功
用例11
11
元素删除成功
用例12
12
521
1.4实验小结
这是第一次数据结构的实验，实验完成期间恰逢离散和复变的考试，复习与实验一起进行让我压力不小。
好在老师有针对性的在课堂上指点了很多关键点，让我的实验顺利进行。
此次实验加深了我对*L和&L的理解，代码中仍有不尽如人意的地方，相信以后会做的越来越好。
2基于链式实现线性表的基本运算
2.1问题描述
通过实验达到：
（1）加深对线性表的概念、基本运算的理解；
（2）熟练掌握线性表的逻辑结构与物理结构的关系；（3）物理结构采用带表头结点的单链表,熟练掌握线性表基本运算的实现。
2.2线性表演示系统设计
2.2.1系统总体设计
本系统提供一个链式存储的线性表。
该演示系统提供的操作有：
表的初始化、销毁、清空、判空，求表长、获取数据元素、查找数据元素、获得前驱、获得后继、创建线性表、插入数据元素、删除数据元素、表的遍历。
在程序中实现消息处理，包括数据的输入和输出，程序的退出。
2.2.2有关常量和类型定义
数据元素类型的定义：
typedefintstatus;
typedefintElemType;
有关常量的定义：
#defineTRUE1
#defineFALSE0
#defineOK1
#defineERROR0
#defineINFEASTABLE-1
#defineOVERFLOW-2
#defineLIST_INIT_SIZE100
#defineLISTINCREMENT10
2.2.3算法设计
（1）InitaList（&L）
操作结果：
构造一个空的单链表。
（2）DestroyList（&L）
初始条件：
单链表L已存在。
操作结果：
销毁单链表L。
（3）ClearList（&L）
初始条件：
单链表L已存在。
操作结果：
将L重置为空单链表。
（4）ListEmpty（L）
初始条件：
单链表L已存在。
操作结果：
若L为空单链表，则返回TRUE,否则返回FALSE.
（5）ListLength（L）
初始条件：
单链表已存在。
操作结果：
返回L中数据元素的个数。
（6）GetElem（L,i,&e）
初始条件：
单链表已存在，1≤i≤ListLength（L）。
操作结果：
用e返回L中第i个结点的数据元素值。
（7）LocateElem（L,e，compare（））
初始条件：
单链表已存在。
操作结果：
返回L中第1个与e满足关系compare（）的数据元素结点的指
针，若这样的数据元素不存在，则返回值为NULL。
（8）PriorElem（L，cur_e，&pre_e）
初始条件：
单链表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，否则操作失败，pre_e无定义。
（9）NextElem（L，cur_e，&next_e）
初始条件：
单链表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
的后继，否则操作失败，next_e无定义。
（10）ListInsert（&L,i,e）
初始条件：
单链表L已存在且非空，1≤i≤ListLength（L）+1。
操作结果：
在L的第i个结点之前插入新数据元素e的结点。
（11）ListDelete（&L,i,&e）
初始条件：
单链表L已存在且非空，1≤i≤ListLength（L）。
操作结果：
删除L第i个数据元素的结点，用e返回其结点数据元素的值。
（12）ListTraverse（L，visit（））
初始条件：
单链表L已存在。
操作结果：
依次对L的每个数据元素调用函数visit（）。
一旦
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