实验3 线性表的链式存储讲解.docx

1、实验3 线性表的链式存储讲解实验报告三 线性表的链式存储一、实验目的：（1）掌握单链表的基本操作的实现方法。（2）掌握循环单链表的基本操作实现。（3）掌握两有序链表的归并操作算法。二、实验内容：（请采用模板类及模板函数实现）1、线性表链式存储结构及基本操作算法实现实现提示 （同时可参见教材p64-p73页的ADT描述及算法实现及ppt）函数、类名称等可自定义，部分变量请加上学号后3位。也可自行对类中所定义的操作进行扩展。所加载的库函数或常量定义：（1）单链表存储结构类的定义：template class LinkList; /前视定义,便于使用友元template class Node fri

2、end class LinkList; /友元类 private: datatype data; Node *next; /此处也可以省略template class LinkList public: LinkList( ); /建立只有头结点的空链表 LinkList(datatype a , int n); /建立有n个元素的单链表 LinkList() /析构函数,释放整个链表空间 int Length(); /求单链表的长度 datatype Get(int i); /取单链表中第i个结点的元素值 void Insert(int i, datatype x); /在单链表中第i个位置插

3、入元素值为x的结点 void destroy() /在单链表中删除所有的结点void PrintList( ); /遍历单链表，按序号依次输出各元素int Empty() /判断表是否为空 private: Node *head; /单链表的头指针;（2）初始化带头结点空单链表构造函数实现输入：无前置条件：无动作：初始化一个带头结点的空链表输出：无后置条件：头指针指向头结点。template LinkList: LinkList( ) head=new Node; head-next=NULL;（）利用数组初始化带头结点的单链表构造函数实现输入：已存储数据的数组及数组中元素的个数前置条件：无动

4、作：利用头插或尾插法创建带头结点的单链表输出：无后置条件：头指针指向头结点，且数组中的元素为链表中各结点的数据成员。template LinkList: LinkList(datatype a , int n) int i; Node *s; head=new Node; head-next=NULL; for (i=0; in; i+) s=new Node; s-data=ai; s-next=head-next; head-next=s; （）在带头结点单链表的第i个位置前插入元素e算法输入：插入位置i，待插入元素e前置条件：i的值要合法动作：在带头结点的单链表中第i个位置之前插入元素e

5、输出：无后置条件：单链表中增加了一个结点 template void LinkList:Insert(int i, datatype x) Node *p; int j; p=head ; j=0; /指针p初始化 while (p & jnext; /指针p后移 j+; /找插入点 if (!p) cout i不合法！; else Node *s; s=new Node; s-data=x; s-next=p-next; p-next=s; （）在带头结点单链表中删除第i个元素算法输入：删除第i个结点，待存放删除结点值变量e前置条件：单链表不空，i的值要合法动作：在带头结点的单链表中删除第i

6、个结点，并返回该结点的值（由e传出）。输出：无后置条件：单链表中减少了一个结点 template datatype LinkList:Delete(int i) if(head-next=NULL)Cout”表为空，无法删除！”; Node *p; int j; p=head ; j=0; while (p & jnext; j+; /找到第i-1个结点if (!p | | !p-next) throw “i不合法”; else q=p-next; x=q-data; p-next=q-next; delete q; return x; （）遍历单链表元素算法输入：无前置条件：单链表不空动作：

7、遍历输出单链表中的各元素。输出：无后置条件：无template void LinkList:PrintList( ) Node *p; p=head-next; /p指向首结点 while (p) /p！=NULL coutdata; coutnext; （）求单链表表长算法。输入：无前置条件：无动作：求单链表中元素个数。输出：返回元素个数后置条件：无template int LinkList:Length( ) Node *p ;p= head-next; int i = 0; while(p) p = p-next; i+; return i;（）判单链表表空算法输入：无前置条件：无动作：

8、判表是否为空。输出：为空时返回，不为空时返回0后置条件：无template int LinkList:Length() if(head-next=NULL)return 1;return 0;（）获得单链表中第i个结点的值算法输入：无前置条件：i不空，i合法动作：找到第i个结点。输出：返回第i个结点的元素值。后置条件：无template datatype LinkList:Get(int i) Node *p; int j; /计数器 p=head-next; j=1; / 或p=head; j=0; while (p & jnext; /工作指针p后移 j+; if (!p) coutdat

9、a;(10)删除链表中所有结点算法（这里不是析构函数，但功能相同）输入：无前置条件：单链表存在动作：清除单链表中所有的结点。输出：无后置条件：头指针指向空 templatevoid linklist:destroy() Node*p; while(head-next!=NULL) p=head; head=head-next; delete p; head-next=NULL; (11)上机实现以上基本操作，写出main()程序：参考p72void main() int a=9,2,3,4,5,6,n=6; LinkList mylist; for(int i=0;in;i+) mylist.

10、Insert(i,ai); coutyichishuchushuju: endl; mylist.PrintList(); coutendl; cout表长为：mylist.Length()endl; coutendl; mylist.Insert(5,8); mylist.PrintList(); coutendl; cout表长为：mylist.Length()endl; mylist.Empty(); mylist.destroy(); coutendl; cout表长为：mylist.Length()endl; 粘贴测试数据及运行结果：2、参考单链表操作定义与实现，自行完成单循环链表的

11、类的定义与相操作操作算法。（）利用数组初始化带头结点的单循环链表构造函数实现输入：已存储数据的数组及数组中元素的个数前置条件：无动作：利用头插或尾插法创建带头结点的单循环链表输出：无后置条件：头指针指向头结点，且数组中的元素为链表中各结点的数据成员，尾指针指向头结点。template linklist: linklist(datatype a , int n) node *s; head=new node; head-next=head; for(int i=0;in;i+) s=new node; s-data=ai; s-next=head-next; head-next=s; （）在带头

12、结点单循环链表的第i个位置前插入元素e算法输入：插入位置i，待插入元素e前置条件：i的值要合法动作：在带头结点的单循环链表中第i个位置之前插入元素e输出：无后置条件：单循环链表中增加了一个结点 template void linklist:insert(int i, datatype item) node *p; int j; p=head ; j=0; /指针p初始化 while (p-next!=head & jnext; /指针p后移 j+; /找插入点 if (!p) cout i不合法!;else node*s; s=new node; /申请一个结点 s-data=item; /将

13、插入元素保存在P结点中 s-next=p-next; p-next=s; （）在带头结点单循环链表中删除第i个元素算法输入：删除第i个结点，待存放删除结点值变量e前置条件：单循环链表不空，i的值要合法动作：在带头结点的单循环链表中删除第i个结点，并返回该结点的值（由e传出）。输出：无后置条件：单循环链表中减少了一个结点 template datatype linklist:Delete(int i) if(head-next=head) cout表为空，无法删除!; node *p,*q; int j; p=head ; j=0; while (p-next!=head & jnext; j+

14、; if (!p) coutnext; x=q-data; p-next=q-next; delete q; return x; （）遍历单循环链表元素算法输入：无前置条件：单循环链表不空动作：遍历输出单循环链表中的各元素。输出：无后置条件：无template void linklist:putlist( ) node *p; p=head-next; / p=head; if(p-next=head) coutnext!=head coutdatanext; p=p-next; /coutdata ; (5)上机实现以上基本操作，写出main()程序：void main() int a=45

15、,89,9,13,8,2,n=6; linklist s; for(int i=0;in;i+) s.insert(i,ai); s.insert(1,14); cout第一次遍历链表元素输出:endl; s.putlist(); s.Delete(3); cout第二次遍历表输出;endl; s.putlist();粘贴测试数据及运行结果：、采用链式存储方式，并利用单链表类及类中所定义的算法加以实现线性表La,Lb为非递减的有序线性表，将其归并为新线性表Lc，该线性表仍有序（未考虑相同时删除一重复值）的算法。模板函数：#includetemplateclass linklist; /前视定义

16、templateclass node friend class linklist; private: type data; node*next; ;templateclass linklist private: node*head; public: linklist(); /无参构造函数 linklist(type a,int n); /有参构造函数 void printlist(); /遍历链表 type insert(int i,type item ); /在第i个结点元素前插入元素item int length(); /求链表长度 void sort(); /对新的链表元素排序并输出 t

17、ype get(int i); /获得第i个结点元素;templatelinklist:linklist() head=new node; head-next=NULL;templatelinklist:linklist(type a,int n) node *s; head=new node; head-next=NULL; for(int i=0;in;i+) s=new node; s-data=ai; s-next=head-next; head-next=s; templatetype linklist:insert(int i,type item) node *p; int j=0

18、; p=head ; while (p & jnext; /指针p后移 j+; if (!p) couti不合法!; else node*s; s=new node; /申请一个结点 s-data=item; /将插入元素保存在s结点中 s-next=p-next; p-next=s; return item; template int linklist:length( ) node *p; p=head; int n=0; while(p!=NULL) p=p-next; n+; return n;templatetype linklist:get(int i) node *p; int j

19、=0; p=head; while (p & jnext; j+; if (!p) coutdata;templatevoid linklist:sort() node *p,*q; type temp; p=head; while(p) q=p-next; while (q) if(p-dataq-data) temp=p-data; p-data=q-data; q-data=temp; q=q-next; p=p-next; template void linklist:printlist( ) node *p; p=head-next; while (p) coutdatanext;

20、void main() int a=1,66,0,5,2,6,7; int b=3,4,6,7,8,76; linklist La(a,7); linklist Lb(b,6); cout第一组元素输出:; La.printlist(); coutendl; cout第二组元素输出:; Lb.printlist(); coutendl; for (int i=2;iLb.length()+1;i+) La.insert(i,Lb.get(i); /将数组a的元素插入到b当中去 cout合并后的元素为:endl; La.sort(); /排序 La.printlist(); coutendl;

21、cout合并后元素个数为: La.length()endl;粘贴测试数据及运行结果：选做题：、按一元多项式ADT的定义，实现相关操作算法：ADT PNode isData 系数(coef)指数(exp)指针域(next):指向下一个结点Operation暂无end ADT PNodeADT Polynomial isData PNode类型的头指针。Operation Polynomail 初始化值：无 动作：申请头结点，由头指针指向该头结点，并输入m项的系数和指数，建立一元多项式。 DestroyPolyn 输入：无前置条件： 多项式已存在动作：消毁多项式。输出：无后置条件：头指针指向空 P

22、olyDisplay 输入：无前置条件： 多项式已存在，不为空动作：输出多项式各项系数与指数输出：无后置条件：无AddPoly输入：另一个待加的多项式前置条件：一元多项式pa和pb已存在。动作及后置条件：完成多项式相加运算，（采用pa=pa+pb形式,并销毁一元多项式pb）输出：无end ADT Polynomial、实现一元多项式的减法，操作描述如下：SubPoly输入：待减的多项式pb前置条件：一元多项式pa和pb已存在。动作及后置条件：完成多项式减法运算，即：pa=pa-pb,并销毁一元多项式pb。输出：无、参考P74-P79页双向链表的存储结构定义及算法，编程实现双向链表的插入算法和删

23、除算法。#includetemplate class linklist;template class node friend class linklist; private: type data; node *next,*prior;template class linklist public: linklist( ); /建立只有头结点的空链表 linklist(type a , int n); /建立有n个元素的双向链表 linklist() /析构函数,释放整个链表空间 int length(); /求双向链表的长度 type insert(int i,type x); /在双向链表中第i个位置插入元素值为x的结点 type Delete(int i); /删除第i个位置的元素 void printlist( ); /遍历双向链表，按序号依次输出