城市链表实验报告 全

学生实验报告

实验项目：城市链表

课程名称：数据结构

年级：2008

专业：信息管理与信息系统

指导教师：李超锋

实验地点：管理学院综合实验室

完成日期：2010年6月11日

小组成员：陈越08056054

李霞08056053

陈绪08056027

张彬08056021

叶华晶08056026

200 9 学年至20 10 学年度第2 学期

一、实验目的

1、掌握线性表链表的表示和实现；

2、学会抽象定义数据类型；

3、熟练掌握线性表中的查找、插入、删除和更新等操作；

4、学会分析问题，设计适当的解决方案。

二、实验内容

【问题描述】

将若干城市的信息，存入一个带头结点的单链表。结点中的城市信息包括：城市名、城市的位置坐标。要求能够城市名和位置坐标进行有关的查找、插入、删除和更新等操作。【基本要求】

1)、给定一个城市名，返回其位置坐标；

2）、给定一个位置坐标P和一个距离D，泛会所有与P的距离小于等于D的城市。【测试数据】

1）、输入”1”调用函数Create(Store)；

新建城市信息:

CQ(1,2) NN(3,4) CD(5,6) ZK(7,8) SZ(9,10) GL(11,12) 输入END键,退出.

2）、输入”2”,调用函数FindCity(Store)；

当键入城市名时,返回其城市坐标: 如：键入城市名”GL”，返回坐标：11.00，12.00

3）、输入“3”调用函数FindCityDistance(Store);

如：当给定坐标P（3，4）时,距离5时,就输出所有与P的距离小于等于5的城市信息。

4）、输入”4”,调用函数Insert(Store).进行插入新城市信息操作；

如:插入城市信息:WH(5,8)，当进行查找时,能看到插入城市的信息.证明插入成功.

5）、输入”5”,调用函数Delete(Store),进行删除操作：

6）、输入”6”,调用函数UpdateCity(Store),进行更新操作；

7）、输入”7”,退出.

三、实验步骤

（一）需求分析

1、根据题目，我们认为我们所编的程序需要实现以下功能：

（1）、创建一个城市链表，能够输入城市信息，即城市名和城市位置坐标；

（2）、能够根据城市名查询其位置坐标；

（3）、根据离中心坐标距离查询城市名；

（4）、能够插入城市信息；

（5）、能够删除城市信息；

（6）、能够更新城市信息；

（7）、执行完毕，退出程序。

2、演示程序以用户和计算机的对话方式执行，即在在计算机终端上显示“提示信息”之后，由用户在键盘上输入演示程序中规定的运算命令；输入相应的数据（滤去输入中非法字符），

运算结果显示在其后。

3、程序执行的命令包括： （1）构造函数1；（2）构造函数2；（3）构造函数3；（4）构造函数4；（5）构造函数5； （6）构造函数6；（7）构造函数7。 （二）概要设计

1、为实现上述程序功能，应以有序链表表示集合。 ADT List{ 数据对象：D={

,1,2,}i

i

ElemSet i a a

∈=≥…,n,n 0

数据关系：

111{,,,2,}i i i i D i a a a a R --=??∈=…，n

基本操作： InitList(&L)

操作结果：构造一个空的线性表L ，即初始化表L 。 ListLength （L ）

初始条件：线性表L 已存在。

操作结果：求线性表L 中数据元素个数，即求表长。 GetElem(L ，i ，&e ）

初始条件：线性表L 已存在，1≤i ≤ListLength （L ） 操作结果：用e 返回L 中第i 个数据元素的值。 LocateElem （L,e,compare()）

初始条件：线性表L 已存在，compare()是数据元 素判定函数。

操作结果：返回L 中第一个与e 满足关系compare() 的数据元素的位置。若L 中不存在这样 的数据元素 ，则返回值0。 ListInsert(&L,i,e)

初始条件:线性表L 已存在,1<=i<=ListLength(L)+1 操作结果：在L 中第i 个位置之前插入新的数据元素 e,L 的长度加1。

ListDelete(&L,i,&e)

初始条件:线性表L 已存在且非空,1<=i<=ListLength(L)

操作结果：删除L 的第i 个数据元素，并用e 返回其值，L 的长度减1。 }ADT List

2、本程序包含两个模块 （1）主程序模块： Void main () { 初始化

Switch （）{ 接受命令； 处理命令；

}

}

System(“pause”);

Return 0;

(2)、函数调用模块：

typedef struct CITYLIST cityList;

void Init(cityList *LHead);

void Insert(cityList *LHead);

void Delete(cityList *LHead);

void Create(cityList *LHead);

void FindCity(cityList* LHead);

void FindCityDistance(cityList* LHead);

void UpdateCity(cityList* L

（三）详细设计

1、城市名类型、位置坐标类型、节点类型和指针类型

Typedef char CityNameType; //城市名类型

Typedef float NumType; //位置坐标类型

Typedef struct CityList{

CityNameType data;

CityNumType data;

CityList *next;

}CityList, *LHead; // 结点类型，指针类型

2、函数声明部分

void Init(cityList *LHead);

void Insert(cityList *LHead);

void Delete(cityList *LHead);

void Create(cityList *LHead);

void FindCity(cityList* LHead);

void FindCityDistance(cityList* LHead);

void UpdateCity(cityList* LHead);

3、根据对单链表的基本操作，来通过函数调用实现对每个操作的实现。

void Init(cityList *LHead) ;

//构造一个带头结点的空的链表L；并返回TURE;

//若分配空间失败，则令L.head为NULL,并返回FALSE

voidCreate(cityList *LHead)；

//在线性表中创建城市信息。

void FindCity(cityList* LHead)

//根据城市名查找城市位置,如果LHead所指向的结点信息与所给城市名相同，则返回其位置坐标。

//若不符合，则LHead指向LHead->Next。

void FindCityDistance(cityList* LHead)

//计算出LHead所指城市坐标与所给中心坐标的距离，若小于等于所给距离，则返回

//LHead所知城市信息。然后LHead=LHead->Next。

void Delete(cityList *LHead)

//删除LHead所指向结点。

void UpdateCity(cityList* LHead)

//在链表CityList中，找到LHead所指向结点的CityName与所给匹配的信息，并返回//TURE，否则，LHead=LHead->Next，并返回FALSE.

其中，部分操作的伪代码算法如下：

void Init(cityList *LHead)

{

LHead->Next = NULL;

} //建立一个带头结点的单链线性表，LHead指向头结点。

void Insert(cityList *LHead)

{

cityList* newNode; //定义指针结构为cityList型

char m;

newNode = (cityList*)malloc(sizeof(cityList)); //生成新结点

if(newNode == NULL) //验证空间申请是否成功

{

printf("内存分配失败\n");

return; //若分配内存不成功，则返回继续分配。

}

printf("请输入城市名\n");/

scanf("%s",newNode->cityName);

printf("请输入城市坐标x,y\n");

scanf("%f%c%f",&newNode->x,&m,&newNode->y); //将城市信息填入新节点中

while(LHead->Next != NULL)

{

LHead = LHead->Next;

}//如果非空，HLead指针的位置向后移

newNode->Next = LHead->Next;

LHead->Next = newNode;

} //将新节点插入链表

void Delete(cityList *LHead)

{

char delCity[30];

printf("请输入要删除的城市名\n");

scanf("%s",delCity);

while(strcmp(LHead->Next->cityName,delCity)) //从LHead指向得头结点的下一个结点

开判断结点中的城市名与输入城市名是否

相等。

{

LHead = LHead->Next; //不相等则指针LHead下移，继续查找

}

LHead ->Next = LHead->Next->Next; //相等则删除此节点

}

void Create(cityList *LHead)

{

char sign[20]; //定义输入信息类型及长度

printf("输入END退出,输入其余值继续\n"); //当输入END时，在任意输入，则退出此操作

scanf("%s",sign);

while(strcmp(sign,"END")) ////当输入END时，再任意输入，则退出此操作

{

Insert(LHead);

printf("输入END退出,输入其余值继续\n");

scanf("%s",sign);

}

}

void FindCity(cityList* LHead)

{

char cityName[30];

printf("请输入您要搜索的城市名\n");

scanf("%s",cityName);

while(LHead->Next != NULL && strcmp(LHead->Next->cityName,cityName))

{

LHead = LHead->Next;

}

if(LHead->Next == NULL)

{

printf("您要搜索的城市不存在\n");

return;

}

printf("城市坐标为%.2f,%.2f\n",LHead->Next->x,LHead->Next->y);

}

void UpdateCity(cityList* LHead)

{

char cityName[30];

printf("请输入您要更新的城市名\n");

scanf("%s",cityName);

while(strcmp(LHead->Next->cityName,cityName)) //从LHead指向得头结点的下一个结点

开判断结点中的城市名与输入城市名是否

相等。

{

LHead = LHead->Next; 当不相等则指针LHead下移，继续查找

}

printf("请输入城市新信息:\n");

printf("请输入城市新名\n");

scanf("%s",LHead->Next->cityName);

printf("请输入城市新坐标\n");

scanf("%f",&LHead->Next->x);

scanf("%f",&LHead->Next->y);

} //输入城市新信息

void FindCityDistance(cityList* LHead)

{

char m;

float x;

float y;

float distance;

printf("请输入中心坐标x,y\n");

scanf("%f%c%f",&x,&m,&y);

printf("请输入距离:");

scanf("%f",&distance);

LHead = LHead->Next;

while(LHead != NULL)

{

if((x-LHead->x)*(x-LHead->x) + (y-LHead->y)*(y-LHead->y) <= distance*distance)

{

printf("城市名为%s\n",LHead->cityName);

printf("城市坐标为%.2f,%.2f\n",LHead->x,LHead->y);

}

LHead = LHead->Next;

}

4、主函数为和其他伪函数的代码：

int main()

{

//主函数

cityList* LHead;

cityList* Store;

char choice[3] = {1,2,3};

LHead = (cityList*)malloc(sizeof(cityList));

Init(LHead);

Store = LHead;

while(strcmp(choice,"7")){ //当所选择等于7时，进行以下操作

printf("***************************\n");

printf("***************************\n");

printf(" 欢迎使用本系统 \n");

printf("***************************\n");

printf("***************************\n");

printf("1.创建城市链表\n");

printf("2.根据城市名查询城市\n");

printf("3.根据离中心坐标距离查询城市\n");

printf("4.插入新城市信息\n");

printf("5.删除城市信息\n");

printf("6.更新城市信息\n");

printf("7.退出\n"); //以上相当于一个选择菜单，皆为提示信息 printf("==========================\n");

printf("请输入:");

scanf("%s",&choice);

switch(choice[0]){

case '1': //相当于选择1

Create(Store); 构造并创建城市信息链表

break;

case '2':

FindCity(Store);//根据城市名查找城市位置

break;

case '3':

FindCityDistance(Store);//根据所给中心坐标和距离值，返回小于等于所给距

离值得节点信息。

break;

case '4':

Insert(Store);//插入新结点

break;

case '5':

Delete(Store);删除结点

break;

case '6':

UpdateCity(Store);更新结点信息

break;

case '7':退出

break;

default:

printf("输入错误,请重新输入\n");

break;

}

}

system("PAUSE");

return 0;

}

5、、函数调用关系图反映了演示程序的层次结构。

（四）调试分析

1、算法的时空分析

1）由于有序表采用带头结点的有序单链表，并增设尾指针。首先对链表地长度有所限制，存储空间不够就根据实际情况再申请。各种操作的算法时间复杂度比较合理。InitList,这个操作的时间复杂度都是O（1）。InsertList, DeleteList ，FindCity, FindCityDistance, UpdateCity的时间复杂度则是O（n），n为链表长度。

2）基于有序链表的结构特点，在算法运算时大多需要进行匹配查找，满足条件就进行相关操作。如DeleteCity,需要输入城市名，用void Delete (citylist *LHead)函数中的判断语句进行查找，然后再修改结点地指向。

2、创建城市链表时，输入城市信息较为麻烦，每个城市信息输入完后，若还想输入其它城市信息，则输入任意键继续，否则输入END退出，所以在输入信息时需注意输入步骤，以免发生输入混乱。

3、行更新操作时,我们试图将GL(11，12)更新为GL1（13，14）.却显示：输入错误，请重

新输入。仔细检查发现，我们输入坐标的形式为：

而 UpdateCity(cityList* LHead)函数中定义的坐标输入形式为:

…

printf("请输入城市新坐标\n");

scanf("%f",&LHead->Next->x);

scanf(“%f”,&LHead->Next->y)；

…

所以，正确的输入坐标形式应为：

（五）用户手册

1、本试验使用的运行软件是VC++6.0。

2、进入演示程序后即显示文本方式的用户界面：

3、输入相应的数据选择相应的命令，回车进入数据测试，在执行命令‘1’时输入END结束，执行其它命令时以回车键结束。

4、接受其他命令后即执行相应运算和显示相应结果。

（六）测试结果

执行命令‘1’：输入测试数据

CQ(1,2)

NN(3,4)

CD(5,6)

ZK(7,8)

SZ(9,10)

GL(11,12)

输出结果如右

执行命令‘2’：输入GL，输出结果如下

执行命令‘3’：输入中心坐标3,4，输入距离5，输出结果如下

执行命令‘4’：输入城市名及中心坐标为WH和5,8，并通过查询验证已插入，结果如下

执行命令‘5’：输入数据WH，并通过查询验证数据已删除，结果如下

执行命令‘6’：输入要更新的城市名为NN，将其信息更新为NM和6,7

执行命令‘7’：退出程序

（七）附录

源程序文件名清单：

Stdlib.H //头文件

Stdio.H //主程序

String.H //字符串处理函数的头文件

Malloc.H //动态存储分配实现单元

(八)心得体会

通过这次课程设计，我对完成一项小组任务有了更深刻地了解。首先是对程序的分析。虽然题目的要求很简单，但我们需要更深入地思考其实质是什么。了解实验所需要的基本程序，并用所学知识实现它。其次是小组合作问题。我们要对每个人都有所了解，然后分配相应地任务。事情的流程是：知道有哪些任务需要完成→那几项任务的关联较大则将任务集中→任务各自完成，但要注意相互帮助，不要太独立。最后是程序地实现。我们一起讨论了程序实现过程中所出现的问题，共同对程序加以改进。

从整体来说，主要是以上这个过程。就收获而言，一方面，对数据结构这门课地应用有了一定地了解，知道对线性表插入、删除等操作的实现，加深对课本地理解。另一方面就是小组成员的合作。怎样协调大家共同做好一件事的问题。只有参与此过程才会体会团队合作所带来的快乐。

（九）评价