数据结构实验三线性表的链式存储结构及实现

一、实验目的

1、掌握线性表的逻辑结构

2、熟练掌握线性表的链式存储结构定义及基本操作

3、加深对链式存储数据结构的理解，逐步培养解决实际问题的编程能力

二、实验要求

1、演示程序运行结果

2、分析调试过程中出现的现象

3、总结单链表基本操作的特点

4、分析算法的时间复杂度

三、实验内容

编写程序，实现单链表的创建、插入和删除等基本操作算法。

(1) 创建带头结点的单链表。

(3) 查找值为给定值的元素，如果找到返回其位序，否则返回0

(4) 在单链表的特定位置插入任意元素并输出单链表中的各元素值。

(5) 在单链表的特定位置删除任意元素并输出单链表中的各元素值。

#include<iostream>
#include<string>
#include<iomanip>
#include<fstream>
using namespace std;#define OK 1
#define ERROR 0
#define OVERFLOW -2
typedef int Status; //Status 是函数返回值类型，其值是函数结果状态代码。
typedef int ElemType; //ElemType 为可定义的数据类型，此设为int类型struct Book {string id;//ISBNstring name;//书名double price;//定价
};
typedef struct LNode {Book data; //结点的数据域struct LNode *next; //结点的指针域
} LNode, *LinkList; //LinkList为指向结构体LNode的指针类型string head_1, head_2, head_3;
int length;Status InitList_L(LinkList &L) { // 单链表的初始化//构造一个空的单链表LL = new LNode; //生成新结点作为头结点，用头指针L指向头结点L->next = NULL; //头结点的指针域置空return OK;
}Status GetElem_L(LinkList L, int i, Book &e) { // 单链表的取值//在带头结点的单链表L中查找第i个元素//用e返回L中第i个数据元素的值int j;LinkList p;p = L->next;j = 1; //初始化，p指向第一个结点，j为计数器while (j < i && p) { //顺链域向后扫描，直到p指向第i个元素或p为空p = p->next; //p指向下一个结点++j; //计数器j相应加1}if (!p || j > i)return ERROR; //i值不合法i＞n或i<=0e = p->data; //取第i个结点的数据域return OK;
} //GetElem_LLNode *LocateElem_L(LinkList L, int e){LinkList p; p=L->next;while(p && p->data.price!=e) p=p->next;return p;// 按值查找//在带头结点的单链表L中查找值为e的元素} //LocateElem_LStatus ListInsert_L(LinkList &L, int i, Book &e) { // 单链表的插入//在带头结点的单链表L中第i个位置插入值为e的新结点int j;LinkList p, s;p = L;j = 0;while (p && j < i - 1) {p = p->next;++j;}//查找第i?1个结点，p指向该结点if (!p || j > i - 1)return ERROR; //i＞n+1或者i＜1s=new LNode;             //生成新结点*s s->data=e;          //将结点*s的数据域置为es->next=p->next;       //将结点*s的指针域指向结点aip->next=s;         //将结点*p的指针域指向结点*s++length;return OK;
} //ListInsert_LStatus ListDelete_L(LinkList &L, int i) { // 单链表的删除//在带头结点的单链表L中，删除第i个位置 LinkList p, q;int j;p = L;j = 0;while ((p->next) && (j < i - 1)) //查找第i?1个结点，p指向该结点{{p=p->next;++j;}   }if (!(p->next) || (j > i - 1))return ERROR; //当i>n或i<1时，删除位置不合理 q = p->next; //临时保存被删结点的地址以备释放 p->next = q->next; //改变删除结点前驱结点的指针域 delete q; //释放删除结点的空间 --length;return OK;
} //ListDelete_Lvoid CreateList_H(LinkList &L, int n) { // 前插法创建单链表//逆位序输入n个元素的值，建立到头结点的单链表LLinkList p;L = new LNode;L->next = NULL; //先建立一个带头结点的空链表length = 0;fstream file;file.open("book.txt");if (!file) {cout << "未找到相关文件，无法打开！" << endl;exit(ERROR);}file >> head_1 >> head_2 >> head_3;while (!file.eof()) {p = new LNode; //生成新结点*pfile >> p->data.id >> p->data.name >> p->data.price; //输入元素值赋给新结点*p的数据域p->next = L->next;L->next = p; //将新结点*p插入到头结点之后length++;//同时对链表长度进行统计}file.close();
} //CreateList_Fvoid CreateList_R(LinkList &L, int n) { // 后插法创建单链表//正位序输入n个元素的值，建立带表头结点的单链表L LinkList p, r;L = new LNode;L->next = NULL; //先建立一个带头结点的空链表r = L; //尾指针r指向头结点length = 0;fstream file; //打开文件进行读写操作file.open("book.txt");if (!file) {cout << "未找到相关文件，无法打开！" << endl;exit(ERROR);}file >> head_1 >> head_2 >> head_3;while (!file.eof()) { //将文件中的信息运用后插法插入到链表中p = new LNode;//生成新结点file >> p->data.id >> p->data.name >> p->data.price;//输入元素值赋给新结点*p的数据域p->next = NULL;r->next = p;//将新结点*p插入尾结点*r之后       r = p;//r指向新的尾结点*plength++; //同时对链表长度进行统计}file.close();
} //CreateList_Lint main() {int a, n, choose;double price;Book e;LinkList L, p;cout << "1. 建立\n";cout << "2. 输入\n";cout << "3. 取值\n";cout << "4. 查找\n";cout << "5. 插入\n";cout << "6. 删除\n";cout << "7. 输出\n";cout << "0. 退出\n\n";choose = -1;while (choose != 0) {cout << "请选择:";cin >> choose;switch (choose) {case 1: //建立一个单链表if (InitList_L(L))cout << "成功建立链表!\n\n";break;case 2: //使用后插法创建单链表CreateList_R(L, length);cout << "输入 book.txt 信息完毕\n\n";break;case 3: //单链表的按序号取值cout << "请输入一个位置用来取值:";cin >> a;if (GetElem_L(L, a, e)) {cout << "查找成功\n";cout << "第" << a << "本图书的信息是：\n";cout << left << setw(15) << e.id << "\t" << left << setw(50)<< e.name << "\t" << left << setw(5) << e.price << endl<< endl;} elsecout << "查找失败\n\n";break;case 4: //单链表的按值查找cout << "请输入所要查找价格:";cin >> price;if (LocateElem_L(L, price) != NULL) {cout << "查找成功\n";cout << "该价格对应的书名为：" << LocateElem_L(L, price)->data.name<< endl << endl;} elsecout << "查找失败! 定价" << price << " 没有找到\n\n";break;case 5: //单链表的插入cout << "请输入插入的位置和书的信息，包括：编号 书名 价格（用空格隔开）:";cin >> a;cin >> e.id >> e.name >> e.price;if (ListInsert_L(L, a, e))cout << "插入成功.\n\n";elsecout << "插入失败!\n\n";break;case 6: //单链表的删除cout << "请输入所要删除的书籍的位置:";cin >> a;if (ListDelete_L(L, a))cout << "删除成功!\n\n";elsecout << "删除失败!\n\n";break;case 7: //单链表的输出cout << "当前图书系统信息（链表）读出:\n";p = L->next;while (p) {cout << left << setw(15) << p->data.id << "\t" << left << setw(50) << p->data.name << "\t" << left << setw(5)<< p->data.price << endl;p = p->next;}cout << endl;break;}}return 0;
}

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