数据结构上机报告：编写一个程序,实现单链表的各种基本运算

《数据结构》上机报告
_2011_年_ 3 _月_ 9 _日姓名_____ 学号_ _ 同组成员 __ _无_ __
1.实验题目及要求
编写一个程序，实现单链表的各种基本运算
2.需求分析
建立一个单链表，实现单链表的初始化，插入、删除节点等功能，以及确定某一元素在单链表中的位置。

（1）初始化单链表；
（2）依次采用尾插入法插入a,b,c,d,e元素；
（3）输出单链表L；
（4）输出单链表L的长度；
（5）判断单链表L是否为空；
（6）输出单链表L的第三个元素；
（7）输出元素a的位置；
（8）在第4个元素位置上插入f元素；
（9）输出单链表L；
（10）删除L的第3个元素；
（11）输出单链表L；
（12）释放单链表。

3.概要设计
（1）为了实现上述程序功能，需要定义一个简化的线性表抽象数据类型：ADT LinearList {
数据对象：D={ a i|a i∈IntegerSet,i=0,1,2,…,n,n≥0}
结构关系：R={<a i,a i+1>|a i,a i+1 ∈D}
基本操作：
InitList_L(L)
操作前提：L是一个未初始化的线性表
操作结果：将L初始化为一个空的线性表
CreateList_L(L)
操作前提：L是一个已初始化的空表
操作结果：建立一个非空的线性表L
ListInsert_L(L,pos,e)
操作前提：线性表L已存在
操作结果：将元素e插入到线性表L的pos位置
ListDelete_L(L,pos,e)
操作前提：线性表L已存在
操作结果：将线性表L中pos位置的元素删除，
删除的元素值通过e返回
LocateList_L(L,e)
操作前提：线性表L已存在
操作结果：在线性表L中查找元素e，
若存在，返回元素在表中的序号位置；
若不存在，返回-1
DestroyList_L(&L)
初始条件：线性表L已存在
操作结果：销毁线性表
ListEmpty_L(L)
初始条件：线性表已存在
操作结果：若L为空表，则返回ERROR，否则返回FALSE
ListLength_L(L)
初始条件：线性表L已存在
操作结果：返回L中数据元素个数
GetElem_L(L,I,&e)
初始条件：线性表L已存在
操作结果：用e返回L中第i个数据元素值
}
（2）本程序包含10个函数：
主函数main()
初始化单链表函数InitList_L()
显示单链表内容函数DispList_L()
插入元素函数ListInsert_L()
删除元素函数ListDelete_L()
查找元素函数LocateList_L()
创建链表函数CreateList_L()
链表元素长度函数ListLength_L()
判断链表是否为空函数ListEmpty_L()
取值函数GetElem_L()
各函数间调用关系如下：
( 3 ) 主函数的伪码
main()
{ 说明一个单链表 L ； 初始化 L ； 建立 L ； 显示 L ； }
4. 详细设计
采用单链表实现概要设计中定义的抽象数据类型，有关的数据类型和伪码算法定义
main
InitList DispList CreateList ListLength ListEmpty
DestroyList GetElem ListInsert ListDelete LocateElem
如下：
（1）类型定义
typedef int ElemType;
typedef struct LNode
{ ElemType data; //数据域
struct LNode *next; //指针域
} LNode,* LinkList;
（2）基本操作的伪码算法
初始化
Bool InitLinkList(LinkList *L)
{ *L=申请新结点;
如果申请失败，返回失败标志；
(*L)->next=NULL;
返回成功标志；
}
建立单链表
Bool CrtLinkList(LinkList L)
/* L是已经初始化好的空链表的头指针，通过键盘输入元素值，
利用尾插法建单链表L */
{ rear=L;
打印输入提示：“请输入若干个正整数（用空格分隔），并用 -1 结束：”
读入一个数x;
当x不是结束标志时，循环做如下处理：
{
申请一个新结点s；
如果申请失败，返回失败标志；
将x送到s的data域;
rear->next=s;
rear=s;
读入下一个数x;
}
rear->next=NULL;
返回成功标志；
}
显示单链表（输出）
void DispLinkList(LinkList L)
{
p=首元素结点地址;
while ( p不空 )
{
打印结点p 的元素值；
p=下一个结点地址;
}
}
插入操作
bool InsLinkList(LinkList L, int pos, ElemType e)
/*在带头结点的单链表L中第pos个位置插入值为e的新结点s*/ {
从“头”开始，查找第i-1个结点 pre ;
if (查找失败)
{ 显示参数错误信息;
return ERROR;
}
else
{
申请一个新的结点s ;
将e放入s的数据域;
将s 插到pre 后面;
return OK;
}
}
删除操作
bool DelLinkList(LinkList L, int pos, ElemType *e)
/* 在带头结点的单链表L中删除第pos个元素，并将删除的元素保存到变量*e中 */ {
查找待删除结点i的前驱结点，并用pre指向它;
if (查找失败)
{ 显示参数错误信息;
return ERROR;
}
else
{
r=pre->next;
修改指针，删除结点r ;
释放被删除的结点所占的内存空间;
return OK;
}
}
查找操作
int LocLinkList(LinkList L, ElemType e)
/ * 在带头结点的单链表L中查找其结点值等于e的结点，
若找到则返回该结点的序号位置k，否则返回 -1 * /
{
p=首元素结点地址;
while ( p不空 )
if (p->data!=e)
{ p=p->next; k++; }
else break;
if ( p 不空 ) return k;
else return -1;
}
5.调试分析
开始运行时会出现Debug Error，DAMAGE: After Normal block，搜索后了解到是内存越界操作，检查后发现内存分配L和S=(LinkList)malloc(sizeof(LNode))写成了=(LinkList)malloc(sizeof(LinkList))，修改后正常。

6.使用说明
程序执行后，界面直接输出要求的结果7.测试结果
8.附件
#include<>
#include<>
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define OK 1
#define ERROR 0
#define NULL 0
typedef int Status;
typedef int ElemType;
typedef struct LNode {
ElemType data;
struct LNode *next;
}LNode,*LinkList;
Status InitList_L(LinkList &L) { //初始化线性表
L=(LinkList )malloc(sizeof(LNode)); //L指向头节点，头节点数据域为空
L->next=NULL;
return OK;
}// InitList_L
Status DispList_L(LinkList &L) { //输出线性表
LinkList p=L->next;
while(p!=NULL)
{
printf("%c",p->data);
p=p->next;
}
return OK;
} // DispList_L
Status CreateList_L(LinkList &L,ElemType a[],int n) { //尾插法建表LinkList s,r;int i;
L=(LinkList )malloc(sizeof(LNode));
r=L;
for(i=0;i<n;i++)
{
s=(LinkList )malloc(sizeof(LNode));
s->data=a[i];
r->next=s;
r=s;
}
r->next=NULL;
return OK;
}// CreateList_L
Status ListLength_L(LinkList L) { //求线性表的长度LinkList p=L;int n=0;
while(p->next!=NULL)
{
n++;
p=p->next;
}
return(n);
}// ListLength_L
Status ListEmpty_L(LinkList L) { //判断单链表是否为空return(L->next==NULL);
}// ListEmpty_L
Status DestroyList_L(LinkList &L) { //销毁线性表LinkList p=L,q=p->next;
while(q!=NULL)
{
free(p);
p=q;
q=p->next;
}
free(p);
return OK;
}// DestroyList_L
Status GetElem_L(LinkList L, int i, ElemType &e) { // L为带头节点的单链表的头指针。

// 当第i个元素存在时，其值赋给e并返回OK，否则返回ERROR int j=0;
LinkList p=L;
while(j<i&&p!=NULL)
{
j++;p=p->next;
}
if(p==NULL)
{
return ERROR;
}
else
{
e=p->data;
return OK;
}// GetElem_L
Status ListInsert_L(LinkList &L, int i, ElemType e) { //插入数据元素
int j=0;
LinkList p=L,s;
/*
找到插入节点的上一个元素，如果是头节点则退出，当i=1时表示头节点，i=2时，表示第一个元素
*/
while(j<i-1&&p!=NULL)
{
j++;
p=p->next;
}
if(p==NULL)
{
return ERROR;
}
else
{
s=(LinkList )malloc(sizeof(LNode));
s->data=e;
s->next=p->next;
p->next=s;
return OK;
}// ListInsret_L
Status ListDelete_L(LinkList &L, int i, ElemType &e) { //删除数据元素
int j=0;
LinkList p=L,q;
while(j<i-1&&p!=NULL) //查找删除元素的前一个节点
{
j++;
p=p->next;
}
if(p==NULL)
{
return ERROR;
}
else
{
q=p->next; //q为要删除的元素节点
if(q==NULL)
{
return ERROR;
}
e=q->data; //e为删除节点的数据区域
p->next=q->next;
free(q);
return OK;
}// ListDelete_L
int LocateElem_L(LinkList L, ElemType e) { //按元素值查找元素LinkList p=L->next;
int i=1;
while(p!=NULL&&p->data!=e)
{
p=p->next;i++;
}
//如果要插入的节点为头节点，则退出
if(p==NULL)
{
return ERROR;
}
else
{
return(i);
}
}// LocateElem_L
int main() {
ElemType e,a[5]={'a','b','c','d','e'};
LinkList L;
printf("(1)初始化单链表L\n");
InitList_L(L); //初始化单链表L printf("(2)依次采用尾插法插入a,b,c,d,e元素\n");
CreateList_L(L,&a[0],5); //依次采用尾插入法插入a，b，c，d，e 元素
printf("(3)输出单链表L：");
DispList_L(L); //输出单链表L
printf("\n");
printf("(4)单链表L的长度为：");
printf("%d",ListLength_L(L)); //输出单链表L的长度printf("\n");
if(ListEmpty_L(L))
{
printf("(5)该单链表为空\n");
}
else
{
printf("(5)该单链表不为空\n"); //判断单链表L是否为空
}
GetElem_L(L,3,e);
printf("(6)单链表L的第三个元素为：");
printf("%c",e); printf("\n"); //输出单链表L的第3个元素
printf("(7)单链表L中a的位置为：");
printf("%d",LocateElem_L(L,'a')); //输出元素'a'的位置
printf("\n");
ListInsert_L(L,4,'f'); //在第4个元素位置插入'f'元素
printf("(8)在第4个元素位置上插入 f 元素\n");
printf("(9)输出单链表L：");
DispList_L(L); //输出单链表L
printf("\n");
ListDelete_L(L,3,e); //删除L的第3个元素printf("(10)删除L的第3个元素\n");
printf("(11)输出单链表L:"); //输出单链表L
DispList_L(L);
printf("\n");
printf("(12)释放单链表L\n");
DestroyList_L(L); //释放单链表L
return 0;
}。