数据结构实验报告单链表.docx

1、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： 2015661131 班内序号： 15 学 号： 2015522147 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、

2、 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2.1 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 datanext 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a31080Ha110C0Ha4a21000H1000H

3、头指针 1020H1080H10C0Hfront 2.2 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ai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=new Node b:s-data=ai 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ai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=new Node b:s-data=ai c:r

4、-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: If front-next=NULL Throw ”an empty list ” Node* temp=front-next; b:while(temp-next) c:coutdatanext; (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

5、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return n 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:if ront-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

6、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:delete front （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 ”e

7、rror” d:return p （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) return j 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

8、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=new Node ; 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:delete q 2、代码详细分析（插入）：（

9、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 (xp-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pxp-data s3、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

10、、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 using namespace std;template struct Node T data; struct Node * next;template class LinkListpublic: Lin

11、kList() /无参构造 front = new Node; front-next = NULL; LinkList(T a, int n);/头插法 /LinkList(T a,int n);/尾插法 void PrintList();/按次序遍历 int GetLength();/获取线性表的长度 Node * Get(int i);/获取第i个位置上的元素结点的地址 int Locate(T x);/查找 void Insert(int i, T x);/插入 T Delete(int i);/删除 LinkList();/销毁private: Node * front;templat

12、e LinkList:LinkList(T a, int n)/头插法 front = new Node; front-next = NULL; for(int i = n - 1; i = 0; i-) Node * s = new Node;/建立新结点 s-data = ai;/给新结点数据域赋值 s-next = front-next;/修改新结点的指针域 front-next = s;/修改头指针的指针域 /* template LinkList:LinkList(T a,int n )/尾插法 front=new Node; Node * r = front; for(int i=

13、0;in;i+) Node * s = new Node; s-data=ai; r-next=s; r=s; r-next=NULL; */template void LinkList:PrintList() Node * p = front; while(p-next != NULL) p = p-next; cout data endl; template int LinkList:GetLength() Node * p = front; int n = 0; while(p-next != NULL) p = p-next; n+; return n;template Node * LinkList:Get