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
#include
#include
#include
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;//ISBN
	string 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L
	L = 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<=0
	e = p->data; //取第i个结点的数据域
	return OK;
} //GetElem_L

LNode *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_L

Status 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＜1
	s=new LNode;             //生成新结点*s 
	s->data=e;          //将结点*s的数据域置为e
    s->next=p->next;       //将结点*s的指针域指向结点ai
	p->next=s;         //将结点*p的指针域指向结点*s
	++length;
	return OK;
} //ListInsert_L

Status 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_L

void 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L
	LinkList 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*p
		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 = 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_F

void 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*p
		length++; //同时对链表长度进行统计
	}
	file.close();
} //CreateList_L

int 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;
			} else
				cout << "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;
			} else
				cout << "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";
			else
				cout << "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";
			else
				cout << "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;
}