数据结构实验报告

HUBEI UNIVERSITY OF AUTOMOTIVE TECHNOLOGY

数据结构 实 验 报 告

实验项目 学生姓名 完成日期 指导教师 实验成绩 评阅教师

实验一 宋大超 实验类别 学生学号 2016-10-9 袁科 基础篇 201501149 评阅日期 实验一 线性表基本操作的编程实现

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【实验目的】

线性表基本操作的编程实现 要求：

线性表基本操作的编程实现（2学时，验证型），掌握线性表的建立、遍历、插入、删除等基本操作的编程实现，也可以进一步编程实现查找、逆序、排序等操作，存储结构可以在顺序结构或链表结构中任选，可以完成部分主要功能，也可以用菜单进行管理完成大部分功能。还鼓励学生利用基本操作进行一些更实际的应用型程序设计。

【实验性质】

验证性实验（学时数：2H）

【实验内容】

把线性表的顺序存储和链表存储的数据插入、删除运算其中某项进行程序实现。建议实现键盘输入数据以实现程序的通用性。为了体现功能的正常性，至少要编制遍历数据的函数。

【注意事项】

1.开发语言：使用C。

2.可以自己增加其他功能。

【实验分析，说明过程】 本次实验主要是检验单链表数据的插入与删除。实验的第一部分是要求将学生e的信息插入到第i个学生的前面，也就是在两个节点之间建立新的节点。我们此次实验有两个要求。第一个是将一个新的学生信息插入到原来的学生信息当中去。第二个要求是要删除一个学生的信息。以下我将通过示意图和文字的方式说明这次实验的完成方法。需要说明的是此处的i表示学生信息的一个序号元素。 在第i个学生信息插入时，就得把第i个学生之后的所有节点依次向后移动一个位置。在将新的节点X插入到第i的位置。 1 2 3 4 n 1 2 3 4 5 n Stu[1] Stu[2] Stu[3] Stu[4] e Stu[n] Stu[1] Stu[2] Stu[3] Stu[4] Stu[n] 如上图所示，例如将学生e的信息插入到第五个位置。我们先将指针指向最后一个位置，由于要插入一个新的节点，原来数组的长度发生了变化。数据的存储空间位置也随之发生了变化，为此，我们将最后一个 . 专业资料分享 .

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节点向后移动，利用for循环将第五个节点之后的依次向后移动，直到所有的元素都向后移动了一位。 对于顺序链表的删除工作实际上与其插入工作相反，只需要将表中第i+1个到第n个节点的所有元素依次向后移动一个位置。 1 2 3 4 5 1 2 3 4 Stu[1] Stu[2] Stu[4] Stu[5] Stu[1] Stu[2] Stu[3] Stu[4] Stu[5] 如上图所举例的那样，当我们删除第三个元素是，第三个元素后面的元素依次向前移动了一位。我们可以直接找到第i个元素后面的位置将其向前移动一个。 【思考题】 . 专业资料分享 .

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一：线性表的顺序存储和链表存储的差异？优缺点分析？ 答：1、差异： 线性表的顺序存储的特点是逻辑上相邻的数据元素，物理存储位置也相邻，并且，顺序表的存储空间需预先分配，它是静态分配内存。顺序表的存储空间是静态分配的，在程序执行之前必须明确规定它的存储规模，也就是说事先对“MaxSize”要有合适的设定，设定过大会造成存储空间的费，过小造成溢出。因此，当对线性表的长度或存储规模难以估计时，不宜采用顺序表。 线性表的链表存储是在逻辑上相邻的数据元素，物理存储位置不一定相邻，它使用指针实现元素之间的逻辑关系。并且，链表的存储空间是动态分配的。链表的动态分配则可以克服需要预先设定空间大小的缺点。链表不需要预留存储空间，也不需要知道表长如何变化，只要内存空间尚有空闲，就可以再程序运行时随时地动态分配空间，不需要时还可以动态回收。因此，当线性表的长度变化较大或者难以估计其存储规模时，宜采用动态链表作为存储结构。 2、优缺点： 线性表的顺序存储优点： 1方法简单，如数组，容易实现。 ○2不用为表示节点间的逻辑关系而增加额外的存储开销。 ○3顺序表具有按元素序号随机访问的特点。 ○ 线性表的顺序存储缺点： 1在顺序表中做插入、删除操作时，移动表中的大量元素，因此对n较大的顺序表效率低。 ○ 2需要预先分配足够大的存储空间，估计过大，可能会导致顺序表后部大量闲置；预先分 ○配过小，又会造成溢出。 线性表的链式存储优点： 1插入、删除运算方便，只需调整指针的指向即可。 ○2能够动态分配内存，不需要预选分配好空间，能更加有效率的利用空间资源。 ○ 线性表的顺序存储缺点： 1每次访问链表时只能从头节点开始，不能做到随机访问。 ○2要占用额外的存储空间存储元素之间的关系，存储密度降低。 ○二、哪些操作引发了数据的移动？ 答：数据的插入、删除、排序、归并等。 三、算法的时间效率是如何体现的？ 答：通过时间频度和时间复杂度来体现的。 四、链表的指针是如何后移的？如何加强程序的健壮性？ 答：（1）假如指针p指向某个结点，那么p=p->next；就可以使指针后移，就是把p所指向结点的指针域的值重新给指针p。 （2）增加程序的容错控制；算法尽量避免一些隐患错误；降低时间复杂度；尽量少执行一些复杂的操作；提高算法的效率等。 【实验小结】 一、 重难点 . 专业资料分享 .

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对于我来说由于基础不够扎实，所以最难理解应该是此次实验里面关于length的理解，我觉得此次实验的关于数据的插入与删除算法上的理解很容易，也简单。主要是关于其中的length有很多不明白的地方。最开始定义的时候int型。而这里的length既可以作为一种指针，也可以作为一种长度，及相当于数组的下标。只要理解了length，整个实验就好做了。 二、 心得与体会 由于基本功不扎实，导致在做实验的时候遇到很多的困难，好在在之后的询问中，也大概理解了之前的问题。通过这次实验，使我对C语言相关知识理解更加透彻明了，特别是对指针、结构体的理解使我见识到指针的强大与灵活性。以前在C语言上的欠债我觉得我会补起来的。 三、 收获 我觉得此次最大的收获就是关于结构体指针的理解。结构体指针的应用太广泛了，几乎贯穿整个数据结构的全本书，所以，对于指针的理解和应用非常重要。为此我将不懈努力学好C语言这门课。 【实验代码】 #include #include #include #define MAXSIZE 100 //根据需要自己设定一个班级能够容纳的最大学生数 typedef struct stu { int num; //学生学号 char name[10]; //学生姓名 float score; //学生成绩 }STUDENT; //存放单个学生信息的结构体类型 typedef struct list { STUDENT stu[MAXSIZE]; //存放学生的数组定义，静态分配空间 int length; //记录班级实际学生个数 }LIST; //存放班级学生信息的顺序表类型 void listcreate(LIST *Li,int m) //初始化班级的学生信息 //m为该班级的初始人数 { int i; Li->length=0; for(i=1;i<=m;i++) //输入m个学生的所有信息 { printf(\"请输入第%d个学生的信息:\\n\ printf(\"学号:\"); scanf(\"%d\ //输入第i个学生的学号 printf(\"姓名:\"); scanf(\"%s\ //输入第i个学生的姓名 printf(\"成绩:\"); . 专业资料分享 .

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scanf(\"%f\ //输入第i个学生的成绩 Li->length++; //学生人数加1 } } int listinsert(LIST *Li,int i) //将学生插入到班级Li的第i个位置。 //插入一个学生信息 { int j; STUDENT e; if(Li->length>=MAXSIZE-1) //测试存储空间是否被占满 { printf(\"无更多的存储空间!\\n\"); return 0; } if (i<=0||i>=Li->length+2) //插入位置检验，如果错误就返回0退出程序。 { printf(\"插入位置有误!\\n\"); return 0; } else { printf(\"请输入插入的学生信息:\\n\"); printf(\"学号:\"); scanf(\"%d\ printf(\"姓名:\"); scanf(\"%s\ printf(\"成绩:\"); scanf(\"%f\ for(j=Li->length; j>=i ;j--) Li->stu[j+1]=Li->stu[j] ; //利用for循环将第i个及其后面的元素依次往后移动 Li->stu[i] =e ; //移开位置后将学生e放入到i位置 Li->length++ ; //完成插入后，学生实际人数加1 return 1; } } . 专业资料分享 .

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int listdel(LIST *Li,int i) //删除一个学生信息 //删除第i个学生的信息 { if (i<=0||i>Li->length) //删除位置检验，如果错误就返回0退出程序。 return 0; else { for(;ilength;i++) //利用for循环将准备删除的第i个及其后面的元素依次往前移动 Li->stu [i]=Li->stu [i+1]; Li->length-- ; //删除第i个学生后，学生人数减1 return 1; } } void listdisplay(LIST L) { //显示所有学生信息 int i; //printf(\"班级学生信息如下:\\n\"); printf(\" 学号 姓名 成绩\\n\"); for(i=1;i<=L.length;i++) printf(\"%10d%10s%10.2f\\n\} void showmenu() { //显示菜单 printf(\" 欢迎使用成绩管理小软件\\n\"); printf(\"\1、创建学生信息\\n\"); printf(\"\2、插入学生信息\\n\"); printf(\"\3、删除学生信息\\n\"); printf(\"\4、显示学生信息\\n\"); printf(\"\5、退出程序\\n\"); } void main() { int no,stu_count,pos; LIST stu_info; while(1) { showmenu(); . 专业资料分享 .

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printf(\" 请输入你的选择：\"); scanf(\"%d\ switch(no) { case 1: printf(\"班级信息初始化,按任意键继续……\\n\"); getch(); printf(\"请输入班级学生原始人数：\"); scanf(\"%d\ listcreate(&stu_info,stu_count); system(\"cls\"); showmenu(); listdisplay(stu_info); printf(\"班级信息初始化已经完成，按任意键继续……\\n\"); getch(); system(\"cls\"); break; case 2:printf(\"插入前班级信息：\\n\"); listdisplay(stu_info); printf(\"请输入插入位置：\"); scanf(\"%d\ listinsert(&stu_info,pos); printf(\"插入后班级信息：\\n\"); listdisplay(stu_info); printf(\"插入已经完成，按任意键继续……\\n\"); getch(); system(\"cls\"); break; case 3:printf(\"删除前班级信息：\\n\"); listdisplay(stu_info); printf(\"请输入删除位置：\"); scanf(\"%d\ listdel(&stu_info,pos); printf(\"删除后班级信息：\\n\"); listdisplay(stu_info); printf(\"删除已经完成，按任意键继续……\\n\"); getch(); system(\"cls\"); break; case 4:listdisplay(stu_info); printf(\"显示结果如上所示，按任意键继续……\\n\"); getch(); system(\"cls\"); break; case 5:return; . 专业资料分享 .

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} } }

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