群体类和群体数据

（二〇一一年 十 一月《面向对象的程序设计》实验报告学校代码： 10128 学 号：题 目：群体类和群体数据 学生姓名： 学 院：理学院 系 别：数学系专 业：信息与计算科学 班 级： 任课教师：精选文库一、实验目的1、了解节点类的声明和实现，学习其使用方法2、了解链表类的声明和实现，学习其使用方法3、了解栈类的声明和实现，学习其使用方法4、了解队列类的声明和实现，学习其使用方法5、掌握对数组元素排序的方法6、掌握对数组元素查找的方法二、实验内容1.、编写程序Node.h实现例9-5的节点类，并编写测试程序lab9_1.cpp，实现链表的基本操作2、编写程序link.h实现例9-6的链表类，在测试程序lab_2.cpp中声明两个整型链表A和B，分别插入5元素，然后把B中的元素加入A的尾部3、编写程序queue.h，用链表实现队列（或栈），在测试程序lab9_3.cpp中声明一个整型队列（或栈）对象，插入5个整数，压入队列（或栈），再依次取出并显示出来。

4、将直接插入排序、直接选择排序、冒泡排序、顺序查找函数封装到第九章的数组类中，作为成员函数，实现并测试这个类。

三、实验程序及结果1.程序一//9_5.h#ifndef NODE_CLASS#define NODE_CLASS//类定义部分template <class T>class Node{private:Node<T> *next; //指向后继节点的指针public:T data; //数据域// 构造函数Node (const T& item, Node<T>* ptrnext = NULL);// 在本节点之后插入一个同类节点pvoid InsertAfter(Node<T> *p);// 删除本节点的后继节点，并返回其地址Node<T> *DeleteAfter(void);精选文库// 获取后继节点的地址Node<T> *NextNode(void) const;};// 类的实现部分// 构造函数，初始化数据和指针成员template <class T>Node<T>::Node(const T& item, Node<T>* ptrnext) :data(item), next(ptrnext){}// 返回私有的指针成员template <class T>Node<T> *Node<T>::NextNode(void) const{return next;}// 在当前节点之后插入一个节点ptemplate <class T>void Node<T>::InsertAfter(Node<T> *p){p->next = next; //p节点指针域指向当前节点的后继节点next = p; //当前节点的指针域指向p}// 删除当前节点的后继节点，并返回其地址template <class T>Node<T> *Node<T>::DeleteAfter(void){Node<T> *tempPtr = next; //将欲删除的节点地址存储到tempPtr中if (next == NULL) //如果当前节点没有后继节点，则返回NULLreturn NULL;next = tempPtr->next; //使当前节点的指针域指向tempPtr的后继节点return tempPtr; //返回被删除的节点的地址}#endif // NODE_CLASS//Node.h#ifndef NODE_LIBRARY#define NODE_LIBRARY#include <iostream>#include <cstdlib>#include "9_5.h"using namespace std;// 生成结点：创建一个结点，数据成员值为item，指向后继结点的指针值为nextPtrtemplate <class T>Node<T> *GetNode(const T& item, Node<T> *nextPtr = NULL){Node<T> *newNode;// 为新结点分配内存空间，然后将item和NextPtr传递给构造函数newNode = new Node<T>(item, nextPtr);if (newNode == NULL) //如果分配内存失败，程序中止{cerr << "Memory allocation failure!" << endl;exit(1);}return newNode;}enum AppendNewline {noNewline,addNewline};// 输出链表template <class T>void PrintList(Node<T> *head, AppendNewline addnl = noNewline){// currPtr初始指向表头结点，用于遍历链表Node<T> *currPtr = head;// 输出结点数据，直到链表结束while(currPtr != NULL){// 如果换行标志addl == addNewline，则输出换行符if(addnl == addNewline)cout << currPtr->data << endl;elsecout << currPtr->data << " ";// 使currPtr指向下一个结点currPtr = currPtr->NextNode();}}//查找结点//在指针head所指向的链表中查找数据域等于item的结点//找到则返回TRUE及其前趋结点的地址，否则返回FALSEtemplate <class T>int Find(Node<T> *head, T& item, Node<T>* &prevPtr){Node<T> *currPtr = head; //从第一个结点开始遍历prevPtr = NULL;// 通过循环遍历链表，直到表尾while(currPtr != NULL){//将item与结点的数据域比较，如果相等，则返回，否则继续处理下一个结点if (currPtr->data == item)return 1;prevPtr = currPtr; //记录下当前结点的地址currPtr = currPtr->NextNode();}return 0; //找不到时}//在表头插入结点template <class T>void InsertFront(Node<T>* & head, T item){// 建立新结点，使其指针域指向原链表头结点head，然后更新headhead = GetNode(item,head);}//在表尾添加结点template <class T>void InsertRear(Node<T>* & head, const T& item){Node<T> *newNode, *currPtr = head;// 如果链表为空，则插入在表头if (currPtr == NULL)InsertFront(head,item);else{// 寻找指针域为NULL的结点while(currPtr->NextNode() != NULL)currPtr = currPtr->NextNode();// 建立新结点并插入在表尾(在currPtr之后)newNode = GetNode(item);currPtr->InsertAfter(newNode);}}// 删除链表的第一个结点template <class T>void DeleteFront(Node<T>* & head){Node<T> *p = head; //取得将被删除的结点的地址if (head != NULL) // 确认链表不空{head = head->NextNode(); // 将表头指针head移向第二个结点 delete p; //删除原第一个结点}}// 删除链表中第一个数据域等于key的结点精选文库template <class T>void Delete (Node<T>* & head, T key){// currPtr用于遍历链表，prevPtr跟随其后Node<T> *currPtr = head, *prevPtr = NULL;// 如果链表为空，则返回if (currPtr == NULL)return;//通过循环遍历链表，直到找到数据域为key的结点，或达到表尾while (currPtr != NULL && currPtr->data != key){// currPtr前行，prevPtr跟随其后prevPtr = currPtr;currPtr = currPtr->NextNode();}//若 currPtr != NULL，则currPtr指向的结点数据域为keyif (currPtr != NULL){if(prevPtr == NULL) //找到的是链表第一个结点head = head->NextNode();else// 如果找到的是第二个以后的结点，调用前趋结点的成员函数删除之prevPtr->DeleteAfter();delete currPtr; //释放被删除的结点所占的内存空间}}// 在有序链表中插入一个结点template <class T>void InsertOrder(Node<T>* & head, T item){// currPtr用于遍历链表，prevPtr跟随其后Node<T> *currPtr, *prevPtr, *newNode;// prevPtr == NULL 标志着应插入在表头prevPtr = NULL;currPtr = head;// 通过循环遍历链表，寻找插入点while (currPtr != NULL){// 如果item < 当前结点数据，则插入点应在当前结点之前if (item < currPtr->data)break;// currPtr前行，prevPtr跟随其后prevPtr = currPtr;currPtr = currPtr->NextNode();// 完成插入if (prevPtr == NULL) //如果插入点在表头InsertFront(head,item);else{// 在prevPtr指向的结点之后插入新结点newNode = GetNode(item);prevPtr->InsertAfter(newNode);}}//清空链表--删除链表中的所有结点template <class T>void ClearList(Node<T> * &head){Node<T> *currPtr, *nextPtr;// 边遍历边删除结点currPtr = head;while(currPtr != NULL){// 记录下一个结点的地址，删除当前结点nextPtr = currPtr->NextNode();delete currPtr;currPtr = nextPtr; //使指针currPtr指向下一个结点 }head = NULL; //将头结点置为NULL，标志着链表为空}#endif // NODE_LIBRARY//lab9_1.cpp#include <iostream>#include "9_5.h"#include "node.h"using namespace std;int main(){// 将表头指针置为 NULLNode<int> *head = NULL, *prevPtr, *delPtr;int i, key, item;// 输入10个整数依次向表头插入for (i=0;i < 10;i++){cin>>item;InsertFront(head, item);// 输出链表cout << "List: ";PrintList(head,noNewline);cout << endl;// 输入需要删除的整数cout << "请输入一个需要删除的整数: ";cin >> key;// 查找并删除结点prevPtr = head;while (Find(head,key,prevPtr) != NULL){if(prevPtr == NULL) //找到的是链表第一个结点head = head->NextNode();else// 如果找到的是第二个以后的结点，调用前趋结点的成员函数删除之 delPtr=prevPtr->DeleteAfter();delete delPtr;}// 输出链表cout << "List: ";PrintList(head,noNewline);cout << endl;//清空链表ClearList(head);}实验结果如下：2程序二//lab9_2.cpp#include "link.h"int main(){LinkedList<int> A, B;for(int i=0;i<5;i++){A.InsertRear(2*i+1);B.InsertRear(2*i+2);}精选文库A.Reset();cout << "链表A的元素为：" ;while(!A.EndOfList()){cout << A.Data() << " ";A.Next();}cout << endl;B.Reset();cout << "链表B的元素为：" ;while(!B.EndOfList()){cout << B.Data() << " ";B.Next();}cout << endl;cout << "把B中的元素插入A中..." << endl;B.Reset();while(!B.EndOfList()){A.InsertRear(B.Data());B.Next();}A.Reset();cout << "此时，链表A的元素为：" ;while(!A.EndOfList()){cout << A.Data() << " ";A.Next();}cout << endl;}//link.h#ifndef LINKEDLIST_CLASS#define LINKEDLIST_CLASS#include <iostream>#include <cstdlib>using namespace std;#ifndef NULLconst int NULL = 0;#endif // NULL#include "9-3.htemplate <class T>精选文库class LinkedList{private://数据成员：// 表头和表尾指针Node<T> *front, *rear;// 记录表当前遍历位置的指针，由插入和删除操作更新Node<T> *prevPtr, *currPtr;// 表中的元素个数int size;// 当前元素在表中的位置序号。