数据结构个人电话号码查询系统实验报告

实验目的及要求

目的：通过设计一个《个人电话号码查询系统》，进一步熟悉一些二叉树的概念、以及基本知识和技能，利用所学的基本知识和技能解决简单的面向对象的程序设计问题。实现根据用户输入的信息进行快速的查询。

要求: 实现一个简单的个人电话号码查询系统，根据用户输入的信息(例如姓名等)，对数据进行二叉排序并实现平衡二叉树，对数据进行快速查询。编程完成通讯录的一般性管理工作，如通讯录中记录的增加、修改、查找、删除、输出等功能。每个记录包含姓名、电话号码、住址等个人基本信息。

(1)在外存上，用文件保存电话号码信息;

(2)在内存中，设计数据结构存储电话号码信息;

(3)提供查询功能，如根据姓名实现快速查询;

(4)提供其他维护功能，例如插入、删除、修改等。

实验步骤

1.实验问题分析

需要用到数据结构课上学到的平衡二叉树的知识，实现删除和插入，增加功能。理解关于二叉树的相关的基本算法。将输入的信息保存入文件和从文件输出。

2.实验概要分析

1.用结构体存储联系人的信息；

2.初始化二叉树；

3.记录结点的高度，并解决结点不平衡问题；

4.实现增加联系人，查询功能；

5.主函数。

实验内容

代码的实现如下：

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>struct stu_num{char stu_name[30];//姓名int num;//电话int number;//编号};//定义一个二叉树的结构体typedef struct person_list{struct person_list *lchild;//左孩子struct person_list *rchild;//右孩子int height;struct stu_num perfor_info;//结构体类型的数据}person_node;//初始化二叉树person_node *request_person_node(const struct stu_num *value){person_node *new_node;new_node = malloc(sizeof(person_node));if (new_node == NULL){perror("未申请到二叉树节点\n");return NULL;}if (value != NULL){new_node->perfor_info = *value;new_node->lchild = NULL;new_node->rchild = NULL;}return new_node;}//记录节点的高度#define MAX(A, B) ((A)>(B)?(A):(B))int get_tree_height(person_node *root){if(root == NULL)return 0;return MAX(get_tree_height(root->lchild), get_tree_height(root->rchild))+1;}//解决左左不平衡person_node *tree_node_rotate_right(person_node *root){person_node *tmp;tmp = root->lchild;root->lchild = tmp->rchild;tmp->rchild = root;tmp->height = get_tree_height(tmp);root->height = get_tree_height(root);return tmp;//返回新的root的地址给调用这个函数的用户，用于更新新的root地址}//解决右右不平衡person_node *tree_node_rotate_left(person_node *root){person_node *tmp;tmp = root->rchild;root->rchild = tmp->lchild;tmp->lchild = root;tmp->height = get_tree_height(tmp);root->height = get_tree_height(root);return tmp;}//解决左右不平衡person_node *tree_node_rotate_left_right(person_node *root){root->lchild = tree_node_rotate_left(root->lchild);root = tree_node_rotate_right(root);return root;}//解决右左不平衡person_node *tree_node_rotate_right_left(person_node *root){root->rchild = tree_node_rotate_right(root->rchild);root = tree_node_rotate_left(root);return root;}//增加插入个人电话信息person_node *insert_node_to_tree(person_node *root,person_node *new_node){if (root == NULL)return new_node;if(root ->perfor_info.number > new_node->perfor_info.number){root->lchild = insert_node_to_tree(root->lchild,new_node);}else{root->rchild = insert_node_to_tree(root->rchild,new_node);}if(get_tree_height(root->lchild)-get_tree_height(root->rchild) == 2)//左不平衡{//如果插入的数据比跟的左树节点的数据要小，那他肯定是插入到root->lchild的左边去，出现了左左不平衡if(new_node->perfor_info.number < root->lchild->perfor_info.number)//左左不平衡{root = tree_node_rotate_right(root);}else//否则则是插入到root->lchild的右边去，出现了左右不平衡{root = tree_node_rotate_left_right(root);}}else if(get_tree_height(root->rchild)-get_tree_height(root->lchild) == 2)//右不平衡{if( new_node->perfor_info.number >= root->rchild->perfor_info.number)//右右不平衡{printf("出现右不平衡\n");root = tree_node_rotate_left(root);}else//右左不平衡{root = tree_node_rotate_right_left(root);}}root->height = get_tree_height(root);return root;}//搜索查询个人电话信息person_node *find_tree_node(person_node *root,int input_value){if (root == NULL)return NULL;if (root->perfor_info.number > input_value){return find_tree_node(root ->lchild,input_value);}else if (root->perfor_info.number < input_value){return find_tree_node(root ->rchild,input_value);}return root;}//中序遍历打印所有电话信息void tree_for_each(person_node *root){if (root == NULL){return;}tree_for_each(root->lchild);printf("编号：%d,名字：%s,电话号码：%d\n",root->perfor_info.number,root->perfor_info.stu_name,root->perfor_info.num);tree_for_each(root->rchild);}int main(void){int choose,input_value,a;struct stu_num input_person_data;//定义一个结构体类型的数据用来缓存联系人数据person_node *root = NULL,*new_node,*find_node;//初始化一个节点root为空while(1){printf("****输入数字选择相应的指令****\n");printf("****1.添加联系人**************\n");printf("****2.查找联系人**************\n");printf("****3.输出所有联系人**********\n");printf("****4.退出本系统**************\n");printf("******************************\n");scanf("%d",&choose);switch(choose){case 1:printf("请输入联系人编号：\n");scanf("%d",&input_person_data.number);printf("请输入联系人的姓名：\n");scanf("%s",input_person_data.stu_name);printf("请输入联系人的电话号码：\n");scanf("%d",&input_person_data.num);new_node = request_person_node(&input_person_data);root = insert_node_to_tree(root,new_node);break;case 2:printf("请输入联系人的编号查询信息\n");scanf("%d",&input_value);find_node = find_tree_node(root,input_value);if (find_node == NULL){printf("找不到该联系人的信息\n");break;}printf("编号：%d,   姓名：%s,  电话号码：%d\n",find_node->perfor_info.number,find_node->perfor_info.stu_name,find_node->perfor_info.num);break;case 3:printf("所有联系人的信息为：\n");tree_for_each(root);break;case 4:goto log_out;}}return 0;log_out:return 0;}

4.实验结果

5. 实验总结分析

通过这次实验，体会到要掌握以下几点内容：

1.要学会先做好模块，从大到小，进行细化。
2.编写好函数，并进行测试与调试。

3.写程序时要善于使用库函数，可以提高效率。

4.定义函数时，应选好参数的个数和数据类型。

但仍需进一步的学习二叉树地相关知识，才能够更加熟练的运用数据结构（C++）来设计系统。

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