实验一 链表的应用
实验一链表的应用
一、实验目的
1、熟悉C语言或C++ 的上机环境，掌握C语言或C++的基本结构。
2、会定义线性表的链式存储结构。
3、熟悉对链表的一些基本操作和具体的函数定义。
4、本章的主要任务是使用有关单链表的操作来实现通讯录信息系统的管理。
二、设计内容
现假设链表结点仅含一个数据域和一个指针域。数据域是为了描述通讯者的相关信息，定义通讯者的结点类型：
typedef struct {
char num[5]; //编号
char name[9]; //姓名
char sex[3]; //性别
char phone[13];//电话
char addr[31]; //地址
} DataType;
因此，线性表的链式存储结构定义如下：
typedef struct node{ //结点类型定义
DataType data; //结点数据域
struct node *next; //结点指针域
} ListNode;
typedef ListNode *LinkList;
ListNode *p; //定义一个指向结点的指针变量
LinkList head; //定义指向单链表的头指针
这里的LinkList和ListNode *是不同名字的同一指针类型，取不同的名是为了在概念上更明确。特别值得注意的是指针变量和指针指向的变量（结点变量）这两个概念。指针变量要么为空（Null），不指向任何结点；要么其值为非空，即它的值是一个结点的存储地址。指针变量所指向的结点并没有具体说明，而是在程序执行过程中，需要存储结点时才产生，它是通过C语言的标准函数malloc()实现的。例如，给指针变量p分配一个结点的地址：p=（ListNode *）malloc(sizeof(ListNode))；该语句的功能是申请分配一个类型为ListNode的结点的地址空间，并将其首地址存入指针变量p中。当结点不需要时可以用标准函数free(p)释放结点的存储空间，这时p为空值（Null）。
为了验证算法，本章的设计分为两个实验：其一是通讯录的管理，包括单通讯录链表的建立、通讯者的插入、通讯者的删除、通讯者的查询以及通讯录表的输出等；其二是利用单循环链表解决约瑟夫游戏生者与死者的选择问题。三、通讯录管理
为了实现通讯录管理的几种操作功能，首先设计一个含有多个菜单的主控菜单程序，然后再为这些菜单配上相应功能。
1、主控菜单设计要求
（1）菜单内容
程序运行后，给出6个菜单项的内容和输入提示：
1.通讯录链表的建立
2.通讯者结点的插入
3.通讯者结点的查询
4.通讯者结点的删除
5.通讯录链表的输出
6.退出管理系统
请选择0-5:
（2）设计要求
使用数字0-5来选择菜单项，其它输入不起作用。
四、完整程序清单
/****************************************/
/*主控菜单处理测试程序main2.c************/
/***************************************/
#include “stdio.h”
#include “string.h”
#include “stdlib.h”
typedef struct { //通讯录结点类型
char num[5]; //编号
char name[9]; //姓名
char sex[3]; //性别
char phone[13]; //电话
char addr[31]; //地址
} DataType;
typedef struct node { //结点类型定义
DataType data; //结点数据域
struct node *next; //结点指针域
} ListNode;
typedef ListNode *LinkList;
LinkList head;
ListNode *p;
//函数说明
int menu_select();
LinkList CreateList(void);
V oid InsertNode(LinkList head,ListNode *p);
ListNode *ListFind(LinkList head);
V oid DelNode(LinkList head);
V oid PrintList(LinkList head);
//主函数
void main()
{
for( ; ; ){
switch(menu_select( ) )
{
case 1:
printf(“**********************************\n”);
printf(“* 通讯录链表的建立*\n”);
printf(“**********************************\n”);
head=CreateList( );
break;
case 2:
printf(“**********************************\n”);
printf(“* 通讯者信息的添加*\n”);
printf(“**********************************\n”);
printf(“编号(4) 姓名(8) 性别(3) 电话(11) 地址(31)\n”); printf(“************************************* \n”);
p=(ListNode *)malloc(sizeof(ListNode)); //申请新结点scanf(“%s%s%s%s%s”,p->data.num,p->https://www.360docs.net/doc/b317929711.html,,p->data.sex, p->data.phone,p->data.addr);
InsertNode(head,p);
break;
case 3:
printf(“***********************************\n”);
printf(“* 通讯录信息的查询*\n”);.
printf(“***********************************\n”);
p=ListFind(head);
if (p!=NULL) {
printf(“编号姓名性别联系电话地址\n”);
printf(“--------------------------------------------------\n”);
printf(“%s,%s,%s,%s,%s\n”,p->data.num,p->https://www.360docs.net/doc/b317929711.html,,
p->data.sex,p->data.phone,p->data.addr);
printf(“---------------------------------------------------\n”);
}
else
printf(“没有查到要查询的通讯者！\n”);
break;
case 4:
printf(“***********************************\n”);
printf(“* 通讯录信息的删除*\n”);
printf(“***********************************\n”);
DelNode(head); //删除结点
break;
case 5:
printf(“************************************\n”);
printf(“* 通讯录链表的输出*\n”);
printf(“************************************\n”);
printList(head);
break;
case 0:
printf(“\t 再见！\n”);
return;
}
}
}
/*******************/
/* 菜单选择函数程序*/
/***************************/
int menu_select( )
{
int sn;
printf(“ 通讯录管理系统\n”);
printf(“===================\n”);
printf(“ 1.通讯链表的建立\n”);
printf(“ 2.通讯者结点的插入\n”);
printf(“ 3.通讯者结点的查询\n”);
printf(“ 4.通讯者结点的删除\n”);
printf(“ 5.通讯录链表的输出\n”);
printf(“ 0.退出管理系统\n”);
printf(“==========================\n”);
printf(“ 请选择0-5：”);
for( ; ; )
{
scanf(“%d”,&sn);
if (sn<0||sn>5)
printf(“\n\t输入错误，重选0-5:”);
else
break;
}
return sn;
}
/**************************/
/*用尾插法建立通讯录链表函数*/
/**************************/
LinkList CreateList(void)
{//尾插法建立带头结点的通讯录链表算法
LinkList head=(ListNode *)malloc(sizeof(ListNode)); //申请头结点
ListNode *p,*rear;
int flag=0; //结束标志置0
rear=head; //尾指针初始指向头结点
while (flag==0)
{ p=(ListNode *)malloc(sizeof(ListNode))；//申新结点
printf(“编号(4) 姓名(8) 性别电话(11) 地址(31)\n”);
printf(“--------------------------------------------------------------------------------------\n”);
scanf(“%s%s%s%s%s”,p->data.num,p->https://www.360docs.net/doc/b317929711.html,,p->data.sex,p->data.phone, p->data.addr);
rear->next=p; //新结点连接到尾结点之后
rear=p; //尾指针指向新结点
printf(“结束建表吗?(1/0):”);
scanf(“%d”,&flag);
}
rear->next=NULL; //终端结点指针置空
return head; //返回链表头指针
}
/******************************/
/*在通讯录链表head中插入结点*/
/******************************/
void InsertNode(LinkList head,ListNode *p)
{
ListNode *p1,*p2
p1=head;
p2=p1->next;
while(p2!=NULL && strcmp(p2->data.num,p->data.num)<0)
{
p1=p2; //p1指向刚访问过的结点
p2=p2->next; //p2指向表的下一个结点
}
p1->next=p; //插入p所指向的结点
p->next=p2; //连接表中剩余的结点
}
/******************************************/
/* 有序通讯录链表的查找*/
/******************************************/
ListNode *ListFind(LinkList head)
{// 有序通讯录链表上的查找
ListNode *p;
char num[5];
char name[9];
int xz;
printf(“==================\n”);
printf(“ 1.按编号查询\n”);
printf(“ 2. 按姓名查询\n”);
printf(“==================\n”);
printf(“ 请选择：”);
p=head->next; //假定通讯录表带头结点
scanf(“%d”,&xz);
if (xz==1) {
printf(“请输入要查找者的编号：”);
scanf(“%s”,num);
while (p&&strcmp(p->data.num,num)<0)
p=p->next;
if (p==NULL)||strcmp(p->data.num,num)>0)
p=NULL; //没有查到要查找的通讯者}
else
if (xz= =2) {
printf(“ 请输入要查找者的姓名：”);
scanf(“%s”,name);
while(p&&strcmp(p->https://www.360docs.net/doc/b317929711.html,,name)!=0)
p=p->next;
}
return p;
}
/*******************************/
/* 通讯录链表上的结点删除*/
/*********************************/
void DelNode(LinkList head)
{
char jx;
ListNode *p,*q
P=ListFind(head); //调用查找函数
if (p==NULL) {
printf(“没有查到要删除的通讯者!\n”);
return;
}
printf(“真的要删除该结点吗？（y/n）:”);
scanf(“%c”,&jx);
if (jx= =’y’||jx= =’Y’) {
q=head;
while (q!=NULL) &&(q->next!=p)
q=q->next;
q->next=p->next; //删除结点
free(p); //释放被删结点空间
printf(“通讯者已被删除！\n”);
}
}
/**********************************/
/* 通讯录链表的输出函数*/
/**********************************/
void printList(LinkList head)
{
ListNode *p;
p=head->next;
printf(“编号姓名性别联系电话地址\n”);
printf(“--------------------------------------------------------------------------------\n”);
while (p!=NULL)
{ printf(“%s,%s,%s,%s,%s\n”,p->data.num,p->https://www.360docs.net/doc/b317929711.html,,p->data.sex,
p->data.phone,p->data.addr);
printf(“---------------------------------------------------------------------------------\n”);
p=p->next; //后移一个结点
}
}
五、约瑟夫问题
编号为1,2,3,…,n的n个人按顺序针方向围坐一张圆桌旁，每个人手中持有一个密码（正整数）。首先输入一个正整数作为报数上限值m，然后，从第一个人开始按顺序针方向自1开始顺序报数，报到m的人离开桌子，并将他手中的密码作为新的m值，从顺序针方向的下一个就坐在桌旁的人开始重新从1报数，如此下去，直至所有人全部离开桌旁为止。
算法思想：
用单循环链表来解决这一问题，实现的方法首先要定义链表结点，单循环链表的结点结构与一般单链表的结点结构完全相同，只是数据域用一个整数来表示；然后将它们组成一个单循环链表。接下来从位置为1的结点开始数，数到第m-1个结点，就将下一个结点从循环链表中删除，然后再从删去结点的下一个结点开始报数，如此下去，直到所有的人离开桌子。
1．完整源程序
#include
#include
#typedef struct node {
int data;
struct node *next;
} ListNode;
typedef ListNode *LinkList;
void main()
{
LinkList R;
Int n,k;
LinkList initRing(int n,LinkList R);
LinkList DeleteDeath(int n,int k,LinkList R);
Printf(“总人数n=，报数上限k=”);
Scanf(“%d%d”,&n,&k);
R=initRing(n,R);
R=DeleteDeath(n,k,R);
}
/* 建立单循环链表*/
LinkList initRing(int n,LinkList R)
{
ListNode *p,*q;
Int i;
R=q=(ListNode *)malloc(sizeof(ListNode));
for (i=1,i p=(ListNode *)malloc(sizeof(ListNode)); q->data=i; q->next=p;q=p; } p->data=n; p->next=R;R=p; return R; } LinkList DeleteDeath(int n,int k,LinkList R) { int i,j; ListNode *p,*q; P=R; for(i=1,i<=n;i++) //删除结点 for(j=1;j<=k-1;j++) //沿链前进k-1步 p=p->next; q=p->next; p->next=q->next; //删除q指向的结点 printf(“%4d”,q->data); if (i%10= =0) printf(“\n”); free(q); } printf(“\n”); R=p;return R; } 六、问题 （1）线性表的顺序存储结构与链式结构各有何优缺点？（2）对各个源程序进行测试并写出结果。 （3）写出试验报告。 （4）将其改为顺序结构实现通信录的管理。