原创 线性链表的基本操作

2010-3-30 11:04 6783 9 9 分类: 软件与OS

一、上机实验的问题和要求:<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />


单链表的查找、插入与删除。设计算法,实现线性结构上的单链表的产生以及元素的查找、插入与删除。具体实现要求:


1. 从键盘输入20个整数,产生不带表头的单链表,并输入结点值。


2. 从键盘输入1个整数,在单链表中查找该结点的位置。若找到,则显示“找到了”;否则,则显示“找不到”。


3. 从键盘输入2个整数,一个表示欲插入的位置i,另一个表示欲插入的数值x,将x插入在对应位置上,输出单链表所有结点值,观察输出结果。


4. 从键盘输入1个整数,表示欲删除结点的位置,输出单链表所有结点值,观察输出结果。


5. 将单链表中值重复的结点删除,使所得的结果表中个结点值均不相同,输出单链表所有结点值,观察输出结果。


6. 删除其中所有数据值为偶数的结点,输出单链表所有结点值,观察输出结果。


7. 把单链表变成带表头结点的循环链表,输出循环单链表所有结点值,观察输出结果。


8. (★)将单链表分解成两个单链表AB,使A链表中含有原链表中序号为奇数的元素,而B链表中含有原链表中序号为偶数的元素,且保持原来的相对顺序,分别输出单链表A和单链表B的所有结点值,观察输出结果。


二、程序设计的基本思想,原理和算法描述:


(包括程序的结构,数据结构,输入/输出设计,符号名说明等)


    这是一个带头结点的线性链表,数据域存放整形数据,由用户输入。头结点数据域存链表长度,所以程序中有个求链表长度的函数


          int LengthList(LinkList L);            //求链表长度


L是指向头结点的指针,将长度值存入语句为


          L->data = LengthList(L);


    为了实时观察链表情况,程序中有个输出链表数据的函数


          void PrintList(LinkList L);            //输出链表


    程序可以实现8种不同的操作,这8种不同的操作由8个函数实现,分别是


void CreateList(LinkList &L);          //创建链表


void Locate(LinkList L);               //查询数值


void InsertList(LinkList &L);          //插入数值


void DeleteList(LinkList &L);          //选择删除


void Deleterepeat(LinkList &L);        //删除重复结点


void DeleteEven(LinkList &L);         //删除数值为偶数的结点


void Rotate(LinkList &L);              //变为循环链表


void Divide(LinkList &L);              //分解成两个链表


   


这些基本操作的实现算法都比较简单,有些跟书本上一样,有些需要自己稍作思考才能写出,具体程序见第三部分



   8种不同的操作可以由用户通过按A-H这八个字母键来选择,分别是   A:创建 B:查询 C:插入 D:选择删除 E:删除重复 F:删除偶数  G:变为循环链表 H:分解为两个链表,见第四部分输出截图,可以清晰的看到整个过程


主程序中用  开关语句实现:



char operate;


printf("\n\n输入字符选择链表操作类型\nA:创建 B:查询 C:插入 D:选择删除 E:删除重复 F:删除偶数 \nG:变为循环链表 H:分解为两个链表\n");


scanf("%c",&operate);


switch (operate)


{


      case 'a':


          case 'A': CreateList(L);break;


  case 'b':


  case 'B': Locate(L);break;


  case 'c':


  case 'C': InsertList(L); break;


  case 'd':


  case 'D': DeleteList(L);break;


  case 'e':


  case 'E': Deleterepeat(L);break;


  case 'f':


  case 'F': DeleteEven(L);break;


  case 'g':


  case 'G': Rotate(L);break;


  case 'h':


  case 'H': Divide(L);break;


  case '\n':goto label;


          default: printf("输入有误,请重新输入!");break;


}




三、源程序及注释:


#include<stdio.h>


#include<malloc.h>



typedef struct LNode         //链表结点


{


int data;


struct LNode *next;


}LNode,*LinkList;


 


int over_flag=0;                        //主函数结束标识符


void CreateList(LinkList &L);          //创建链表


void Locate(LinkList L);               //查询数值


void InsertList(LinkList &L);          //插入数值


void DeleteList(LinkList &L);          //选择删除


void Deleterepeat(LinkList &L);        //删除重复结点


void DeleteEven(LinkList &L);          //删除数值为偶数的结点


void Rotate(LinkList &L);              //变为循环链表


void Divide(LinkList &L);              //分解成两个链表


int LengthList(LinkList L);            //求链表长度


void PrintList(LinkList L);            //输出链表


 


/**********************************************************************


                            主函数


**********************************************************************/


void main(void)


{   


char operate;


LinkList L;


int n;


for( n=0;n<40;n++)


{


printf("\n\n输入字符选择链表操作类型\nA:创建 B:查询 C:插入 D:选择删除 E:删除重复 F:删除偶数 \nG:变为循环链表 H:分解为两个链表\n");


        label:scanf("%c",&operate);


switch (operate)


{


      case 'a':


          case 'A': CreateList(L);break;


  case 'b':


  case 'B': Locate(L);break;


  case 'c':


  case 'C': InsertList(L); break;


  case 'd':


  case 'D': DeleteList(L);break;


  case 'e':


  case 'E': Deleterepeat(L);break;


  case 'f':


  case 'F': DeleteEven(L);break;


  case 'g':


  case 'G': Rotate(L);break;


  case 'h':


  case 'H': Divide(L);break;


  case '\n':goto label;                    //排除换行键的影响


          default: printf("输入有误,请重新输入!");break;


}


        if(over_flag)return;


    }



}



/**********************************************************************


                            创建链表


**********************************************************************/


void CreateList(LinkList &L)


{  


   int temp;


   printf("创建链表:\n请输入创建链表所需的整数值(-1结束):");


   L = (LinkList)malloc(sizeof(LNode)); 


   L->next = NULL;


   LinkList q=L;


   scanf("%d",&temp);


   while(temp!=-1) 


   {


       LinkList p;


       p = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));  


       p->data = temp;


       p->next = NULL;


       q->next = p;


       q = q->next;  


       scanf("%d",&temp);


}


    L->data = LengthList(L);


    PrintList(L);



}


/**********************************************************************


                            查询元素


**********************************************************************/


void Locate(LinkList L)


{   if(!L)printf("错误:链表未创建!");


int element;


printf("查询数值:\n输入要查询的数值:");


    scanf("%d",&element);


LinkList p=L->next;


int i =1;


    while(p)



      if(p->data==element)


  {  


         printf("找到了,它是链表的第%d个元素。\n",i);


         return ;


  }


  p=p->next;


  i++;


}


    printf("找不到。\n");


}


/**********************************************************************


                            插入数值


**********************************************************************/


void InsertList(LinkList &L)


{


  int x,i;


  printf("插入数值:\n输入要插入的数值和插入的位置:");


  scanf("%d",&x);


  scanf("%d",&i);


  LinkList p = L;   


  int j = 0;


  while (p && j < i-1)


  {  


    p = p->next;


    ++j;


  } 


  if (!p || j > i-1) 


  {


  printf("输入位置错误!") ;


  return;


  }


  LinkList s = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));  


  s->data = x;  


  s->next = p->next;      


  p->next = s;


  L->data = LengthList(L);


  PrintList(L);



/**********************************************************************


                            选择位置删除节点


**********************************************************************/


void DeleteList(LinkList &L)



  int i;


  LinkList p = L;


  printf("选择位置删除结点:\n输入要删除数值的位置:");


  scanf("%d",&i);


 


  int j = 0;


  while (p->next && j < i-1)


  {  


    p = p->next;


    ++j;


  }


  if (!(p->next) || j > i-1)


  {


  printf("输入位置错误!") ;


  return;


  }


  LinkList q = p->next;


  p->next = q->next;          


  free(q);


  L->data = LengthList(L);


  PrintList(L);



/**********************************************************************


                            删除重复结点


**********************************************************************/


void Deleterepeat(LinkList &L)


{


    printf("删除重复结点后的链表为:\n");


int n=1;


int a[20];


LinkList q=L->next;


LinkList p=q->next;


    a[0]=q->data;


while(p)


{


for(int i=0;i<n;i++)


{


if(p->data==a)


{


    LinkList r=p;


    q->next=p->next;


p=p->next;


free(r);


break;


}


}


if(i==n)


{


a[n++]=p->data;


            p=p->next;


q=q->next;


}




}


    L->data = LengthList(L);


    PrintList(L);


}


/**********************************************************************


                            删除数值为偶数的结点


**********************************************************************/


void DeleteEven(LinkList &L)


{


    printf("删除偶数结点后的链表为:\n");


LinkList q=L;


LinkList p=L->next;


    while(p)


{


if(p->data%2==0)


{


LinkList r=p;


q->next=p->next;


p=p->next;


free(r);


}


    else


{


    p=p->next;


q=q->next;


}


}


    L->data = LengthList(L);


    PrintList(L);


}


/**********************************************************************


                            变为循环链表


**********************************************************************/


void Rotate(LinkList &L)


{


    printf("变为循环链表:\n");


LinkList p=L;


while(p->next)p=p->next;


p->next=L;



    LinkList t=L->next;


printf("长度:%d\t",L->data);


    printf("各个结点数值为:");


while(t!=L)


{


printf("%d\t",t->data); 


t=t->next;


}


    printf("\n");


printf("已经变为循环链表,其他操作将受影响,程序结束!\n");


over_flag=1;


}


/**********************************************************************


                          分解成两个链表


**********************************************************************/


void Divide(LinkList &L)


{


    printf("分解成两个链表:\n");


LinkList A=L;


LinkList B=(LinkList)malloc(sizeof(LNode));


B->next=NULL;


LinkList Lb=B;


    int i=1;


    LinkList La=L;


LinkList p=L->next;


while(p)


{


       if(i++%2==0)


   {   


          La->next=p->next;


  p->next=NULL;


  Lb->next=p;


  Lb=Lb->next;


  p=La->next;


   }


   else


   {


          p=p->next;


  La=La->next;


   }


 }


 A->data = LengthList(A);


 printf("链表A:");


     PrintList(A); 


 B->data = LengthList(B);


     printf("链表B:");


     PrintList(B);


 printf("已经分解成两个链表,其他操作将受影响,程序结束!\n");


 over_flag=1;


}


/**********************************************************************


                            求链表长度


**********************************************************************/


int LengthList(LinkList L)


{


int i=0;


LinkList p=L->next;


while(p)


{


p=p->next;


i++;


}


return i;


}


/**********************************************************************


                            输出链表


**********************************************************************/


void PrintList(LinkList L)


{   


    LinkList t=L->next;


printf("长度:%d\t",L->data);


    printf("结点数值:");


while(t)


{


printf("%d\t",t->data); 


t=t->next;


}


    printf("\n");


}











四、运行输出结果:





五、调试和运行程序过程中产生的问题及采取的措施:


   1.   主程序中我用到    char operate;


                    scanf("%c",&operate);


    Operate存放用户选择操作类型的字母A-H,但是当用户键入字母后,要按ENTER 键 


   表示输入完毕,所以以后执行scanf("%c",&operate);是会把ENTER输入到


     operate中,从而影响了后面的操作,解决方案是加一个标记位


                  label :scanf("%c",&operate);


当程序发现输入为ENTER时,回到labeL处,这样解决了问题。请看下面


语句,注意  case '\n':goto label;



label : scanf("%c",&operate);


switch (operate)


{


      case 'a':


          case 'A': CreateList(L);break;


  case 'b':


  case 'B': Locate(L);break;


  case 'c':


  case 'C': InsertList(L); break;


  case 'd':


  case 'D': DeleteList(L);break;


  case 'e':


  case 'E': Deleterepeat(L);break;


  case 'f':


  case 'F': DeleteEven(L);break;


  case 'g':


  case 'G': Rotate(L);break;


  case 'h':


  case 'H': Divide(L);break;


  case '\n':goto label;          //排除换行键的影响


          default: printf("输入有误,请重新输入!");break;


}



2.最后两个操作


   void Rotate(LinkList &L);              //变为循环链表


   void Divide(LinkList &L);              //分解成两个链表


一旦执行,将破坏链表的结构,无法再进行其他操作,需要结束整个程序。而在 RotateDivide子程序中无法直接结束主函数,所以我设置了一个主函数结束标志位


          int over_flag=0;   //主函数结束标识符


初值为0,当它变为1时 表示主函数需要结束


 子函数中写


:void Rotate(LinkList &L)


{


  ..........


  over_flag=1;


}


void Divide(LinkList &L)


{


  ...........


  over_flag=1;


}


主函数中写


void main (void)


{


   ..........


  if(over_flag)return;


}




六、对算法的程序的讨论、分析,改进设想,其它经验教训:


    原来我写的程序是8个基本操作按顺序自动执行,后来听取老师的意见,设置不同的字母对应这些基本操作,由用户自己选择执行,这样就比原来的程序要灵活很多,也便于用户使用和观察。


    在创建链表时,原来设计的是输入固定长度的链表,后来改进为由用户输入任意长度的数据,只需要用 -1 表示结束即可。


七、对实验方式、组织、设备、题目的意见和建议:


    这个试验题目还可以,基本涵盖了单链表所有的简单操作,只要能写完程序并顺利运行,也就掌握了单链表的相关知识内容。但是由于涵盖内容太多,课内无法完成,必须在课外花很多时间。所以我认为在上完这一章的内容后,老师就应该要求我们做这个程序,这样早点开始,做的时间长一些,效果更应该好一点。

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