实验二 线性表综合实验（双链表）

一．实验目的

        巩固线性表的数据结构的存储方法和相关操作，学会针对具体应用，使用线性表的相关知识来解决具体问题。

二.  实验内容

1.建立一个由n个学生成绩的顺序表，n的大小由自己确定，每一个学生的成绩信息由自己确定，实现数据的对表进行插入、删除、查找等操作。分别输出结果。

双链表 源代码

#include <iostream>#include<string>using namespace std;struct Student{string name;int Chinese;int Math;int English;int Sum;};ostream& operator << (ostream& os, const Student &ob){os << ob.name << "\t";os << ob.Chinese << "\t";os << ob.Math << "\t";os << ob.English << "\t";os << ob.Sum << "\t";return os;}template <class DataType>struct Node{DataType data;Node<DataType> *prior, *next;};template <class DataType>class DoubleLink{public:DoubleLink();DoubleLink(DataType a[], int n);~DoubleLink();int Length();DataType Get(int i);int Locate(string x);void Insert(DataType x, int i);DataType Delete(int i);void PrintList();private:Node<DataType> * first;  // 定义头指针Node<DataType> * last;  // 定义尾指针int length;};template <class DataType>void DoubleLink<DataType> ::PrintList(){Node<DataType>*p;p = first->next;  //工作指针P初始化cout << "-------------------------------------" << endl;cout << "姓名" << "\t" << "语文" << "\t" << "数学" << "\t" << "英语" << "\t" << "总分" << "\t" << endl;for (int i = 0; i < length; i++){cout << p->data << endl;p = p->next;}cout << "-------------------------------------" << endl;}template <class DataType>int DoubleLink<DataType>::Length(){return length;}template <class DataType>DataType DoubleLink<DataType>::Get(int i){Node<DataType>*p = NULL;p = first->next;int count = 1;while (p != NULL&&count<i){p = p->next;count++;}if (p == first) throw"输入位置异常";else{return p->data;}}template <class DataType>int DoubleLink<DataType>::Locate(string x){Node<Student>*p = NULL;p = first->next;int count = 1;while (p != first){if (p->data.name == x)return count;p = p->next;count++;}return 0;}template <class DataType>void DoubleLink<DataType>::Insert(DataType x, int i){Node<DataType>*p, *s;p = first->next;int count = 1;while (p != first && count < i - 1){p = p->next;count++;}if (p == first)throw "插入位置异常";else{s = new Node<DataType>;s->data = x;s->prior = p;s->next = p->next;(p->next)->prior = s;p->next = s;s->data.Sum = s->data.Chinese + s->data.Math + s->data.English;length++;}}template <class DataType>DoubleLink <DataType>::DoubleLink(){first = new Node<DataType>;first->next = first;length = 0;}template <class DataType>DoubleLink<DataType>::DoubleLink(DataType a[], int n) //尾插法{Node<DataType> *s; //s为工作指针first = new Node<DataType>;first->prior = last;last = first;//尾指针初始化for (int i = 0; i < n; i++){s = new Node<DataType>; //为每个数组元素建立一个结点s->data = a[i];s->prior = last;last->next = s;//将结点s插入到终端结点之后last = s;length++;}last->next = first;//链接建立完毕，将终端结点的指针域指向头指针}template <class DataType>DataType DoubleLink<DataType>::Delete(int i){Node<DataType>*p;//工作指针初始化p = first->next;int count = 0;while (p != first&&count < i - 1){p = p->next;count++;}if (p == first || p->next == NULL)throw "删除位置异常";else{DataType x = p->data;(p->prior)->next = p->next;(p->next)->prior = p->prior;delete p;length--;return x;}}template <class DataType>DoubleLink <DataType>::~DoubleLink(){Node<DataType>*p = first; //工作结点p初始化for (int i = 0; i < length; i++){p = first;first = first->next;delete p;}length = 0;cout << "链表已成功删除。" << endl;}int main(){Student stu[100]; //最大容纳量int num;string TempName;cout << "请输入学生人数：";cin >> num;for (int i = 0; i < num; i++){cout << "输入“break”退出输入" << endl;cout << "请输入第" << i + 1 << "名学生姓名:";cin >> TempName;if (TempName == "break"){num = i;break;}stu[i].name = TempName;cout << "请输入第" << i + 1 << "名学生语文成绩:";cin >> stu[i].Chinese;cout << "请输入第" << i + 1 << "名学生数学成绩:";cin >> stu[i].Math;cout << "请输入第" << i + 1 << "名学生英语成绩:";cin >> stu[i].English;stu[i].Sum = stu[i].Chinese + stu[i].Math + stu[i].English;cout << "-------------------------------------" << endl;}DoubleLink<Student> demo(stu, num);demo.PrintList();cout << "链表总长为：";cout << demo.Length()<<endl;cout << "-------------------------------------" << endl;cout << "查找第三名学生成绩:" << endl;cout << "-------------------------------------" << endl;cout << "姓名" << "\t" << "语文" << "\t" << "数学" << "\t" << "英语" << "\t" << "总分" << "\t" << endl;cout << demo.Get(3) << endl;cout << "-------------------------------------" << endl;cout << "查找姓名为“霜降”的位置:" << demo.Locate("霜降") << endl;cout << "-------------------------------------" << endl;cout << "在第三与第四间插入“秋分”同学的成绩" << endl;demo.Insert({ "秋分",95,86,93}, 5);demo.PrintList();cout << "链表总长为：";cout << demo.Length()<<endl;cout << "-------------------------------------" << endl;cout << "删除第2位同学的成绩" << endl;demo.Delete(2);demo.PrintList();return 0;}

实验截图：

输入
          

  输出：

实验总结与个人心得;

本实验中的双链表代码，基于上篇循环链表的源代码改写。

双链表与循环链表的区别，只是在于双链表多了一个prior前驱指针，这样可以更快速确定表中任一结点的前驱结点，让链表的操作更灵活。

由于区别不太大，因此改写难度也不大。 只需改写 构造、插入、删除函数即可。（书本上并没有提及构造函数的修改，经过实验后发现，不修改构造函数是无法确定结点间的前驱关系。）

如何改写函数，不再赘述。下面着重写如何实现结构体链表。

在前几次实验中，只能输入与输出数字，数据不够清晰和明确，满足不了实验对 学生成绩的要求。因此在本次实验中，本人在输入与输出方面进行了较大的改写。

定义了一个Student结构体

struct Student
{
string name;
int Chinese;
int Math;
int English;
int Sum;
};

创建结构体数组stu，并对该结构体的进行赋值初始化后，将stu作为参数传入链表构造函数，建立结构体链表

DoubleLink<Student> demo(stu, num);

此时，链表已经创建完毕。但无法进行输出。因为Student是自定义类型，系统无法进行判别。

同时会报错 “错误C2679二进制“<<”: 没有找到接受“Student”类型的右操作数的运算符(或没有可接受的转换)DoubleLink”

有两种方式可以解决这个问题

第一：重载左移运算符“<<”，使系统能识别并输出 Student类型的数据

ostream& operator << (ostream& os, const Student &ob)
{
os << ob.name << "\t";
os << ob.Chinese << "\t";
os << ob.Math << "\t";
os << ob.English << "\t";
os << ob.Sum << "\t";
return os;
}

第二：在每个函数创建工作指针P时，将指针P指定为<Student>类型。

即Node<DataType>*p = NULL; 改写为Node<Student>*p = NULL;

这样就可以分别对结构体内各个变量调用。

使用方法为：p->data.变量名

第二种方式较为灵活，在删除、查找、插入、输出等函数都会用到，推荐使用。

提醒：本实验中涉及到字符串string的操作，头文件中必须引入#include<string>，不然会被坑死！

   实验中如果出现语法正常，但程序运行结果错误，推荐使用逐步调试、观察变量的方式，排除逻辑错误。这种方法相对麻烦，也可以在程序增添输出语句，输出变量，判断其变化情况是否满足预期。

   

存在的问题：

本次实验中，涉及许多输入的操作，而没有对输入进行规范，用户的误输入就会导致程序崩溃，大大降低了程序的健壮性。

考虑到本次实验目的是考察对链表操作的熟悉程度，又迫于时间，并未作完善。