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、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│data │next │ 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1000H头指针 1020H1080H10C0H2.2 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a[i]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 <T> * s=new Node <T>b:s->data=a[i]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a[i]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 <T> * s=new Node <T>b:s->data=a[i]c:r->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==NULL①Throw ”an empty list ”②Node<T>* temp=front->next;b:while(temp->next)c:cout<<temp->data<<" ";d:temp=temp->next;(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0b:如果不是空链表，新建立一个temp指针，初始化整形数n为0c: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 ne: 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==NULLb:Node<T>* 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中建立的指针e:释放要释放的指针伪代码描述a:Node <T> * p=frontb:while(p)c:front=pd:p=p->nexte: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=1b:循环以下操作，直到p为空或者j等于1①：p指向下一个结点②：j加1c: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 <T> * p=front->next;j=1;b:while(p&&j!=1)①:p=p->next②:j++c:if(!p) throw ”error”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=1b:循环以下操作，找到这个元素或者p指向最后一个结点①：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 <T> * p=front->next;j=1;b:while(p)①: if(p->next==x) return jp=p->nextj++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 <T> * s=new Node <T>;b:s-data=p->datac:s->next=p->nextd:p->next=se: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->nextb:p->next=q->nextc:x=q->datad:delete q2、代码详细分析（插入）：（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 (x>p->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xp->datas3、关键算法的时间复杂度：O（1)3.程序运行结果1. 流程图：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①书中已经给出析构、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。

②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<iostream>using namespace std;template <class T>struct Node{T data;struct Node * next;};template <class T>class LinkList{public:LinkList() //无参构造{front = new Node<T>;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 <T> * 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 <T> * front;};template <class T>LinkList<T>::LinkList(T a[], int n)//头插法{front = new Node<T>;front->next = NULL;for(int i = n - 1; i >= 0; i--){Node<T> * s = new Node<T>;//建立新结点s->data = a[i];//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 <class T>LinkList<T>::LinkList(T a[],int n )//尾插法{front=new Node<T>;Node <T> * r = front;for(int i=0;i<n;i++){Node<T> * s = new Node<T>;s->data=a[i];r->next=s;r=s;}r->next=NULL;}*/template <class T>void LinkList<T>::PrintList(){Node<T> * p = front;while(p->next != NULL){p = p->next;cout << p->data << endl;}}template <class T>int LinkList<T>::GetLength(){Node<T> * p = front;int n = 0;while(p->next != NULL) { p = p->next; n++; } return n;}template <class T>Node <T> * LinkList<T>::Get(int i){Node<T> * p = front->next;int j = 1;while(p&&j != i){p = p->next;j++;}return p;}template <class T>void LinkList<T>::Insert(int i, T x){Node<T> * p = front;if(i != 1)p = Get(i - 1);if(p){Node<T> * s = new Node<T>;s->data = x;s->next = p->next;p->next = s;}else throw"位置错误";}template <class T>T LinkList<T>::Delete(int i){Node<T> * p = front;if(i != 1) p = Get(i - 1);if(!p && !p->next) throw"位置错误";Node <T> * q = p->next;p ->next = q ->next;T x = q ->data;delete q;return x;}template <class T>LinkList<T>::~LinkList(){Node<T> * p = front;while(p){p = p->next;delete front;front = p;}}int main(){const int n = 8;int a[n] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 };LinkList<int> list(a, n);cout<<"线性表的长度为：" << list.GetLength() << endl;cout << endl;cout<<"遍历线性表结果为："<<endl;list.PrintList();cout << endl;cout<<"插入一个值后的线性表为："<<endl;list.Insert(1, 0);list.PrintList();cout<<endl;cout<<"删除一个值后的线性表为："<<endl;list.Delete(1);list.PrintList();cout<<endl;cout<<"第个位置上的元素地址是："<<endl;cout << list.Get(2) << endl;cout<<endl;list.~LinkList();system("pause");return 0;}。