实验二 线性表综合实验（静态链表）

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。

静态链表 源代码

#include <iostream>#include<string>using namespace std;const int MaxSize = 10;struct Student//定义Student结构体{string name;int Chinese;int Math;int English;int Sum;};ostream& operator << (ostream& os, const Student &ob)//重载左移运算符，使其能直接输出自定义类型“Student”{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 SNode{DataType data;int next;//指针域(也称游标) };template <class DataType>class StaticLink{public:StaticLink(DataType a[], int n);~StaticLink();int Length();DataType Get(int index);int Locate(string x);void Insert(DataType x, int index);DataType Delete(int i);void PrintList();private:int  first;  // 定义头指针int  avail;SNode<Student> SList[MaxSize];//定义结点数组int length;};template <class DataType>void StaticLink<DataType> ::PrintList(){int s = first;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++){s = SList[s].next;cout << SList[s].data  << endl;}cout << "-------------------------------------" << endl;}template <class DataType>int StaticLink<DataType>::Length(){return length;}template <class DataType>DataType StaticLink<DataType>::Get(int index){int s = first;for (int i= 0; i <index; i++){s = SList[s].next;}return SList[s].data;}template <class DataType>int StaticLink<DataType>::Locate(string x){int i = 1;int s = first;for (; i < length; i++){s = SList[s].next;if (SList[s].data.name == x)break;}return i;}template <class DataType>void StaticLink<DataType>::Insert(DataType x, int index){int s = first;for (int i = 1; i <index; i++){s = SList[s].next;}int i = avail;//此i变量与循环变量i无关avail = SList[avail].next;SList[i].data = x;SList[i].next = SList[s].next;SList[s].next = i;SList[i].data.Sum = SList[i].data.Chinese + SList[i].data.Math + SList[i].data.English; //赋值Sumlength++;}template <class DataType>StaticLink<DataType>::StaticLink(DataType a[], int n){avail = 1; first = 1; length = 0;for (int i = 0; i < MaxSize; i++)//初始化空间{SList[i].next= i + 1;}SList[MaxSize].next = -1;for (int i = n-1; i >=0; i--)//逆向赋值，避免逆序输入{int s = avail;avail = SList[avail].next;SList[s].data = a[i];SList[s].next = SList[first].next;SList[first].next = s;length++;}}template <class DataType>DataType StaticLink<DataType>::Delete(int i){int q = 1;int s = first;if (i<1 || i>length)//判断输入位置是否异常throw "删除位置异常";else{for (; q < i; q++)//省略第一个条件{s = SList[s].next;}q = SList[s].next;DataType x = SList[q].data;SList[s].next = SList[q].next;SList[q].next = avail;avail = q;length--;return x;}}template <class DataType>StaticLink <DataType>::~StaticLink(){length = 0;cout << "链表已成功删除。" << endl;}int main(){Student stu[MaxSize]; //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;}StaticLink<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 << "在第二与第三间插入“秋分”同学的成绩" << endl;demo.Insert({ "秋分",95,86,93}, 3);demo.PrintList();cout << "链表总长为：";cout << demo.Length() << endl;cout << "-------------------------------------" << endl;cout << "删除第3位同学的成绩:" << demo.Delete(3).name<<endl;demo.PrintList();return 0;}

实验截图：

输入：

输出：

实验总结与个人心得：

静态链表是用数组来表示单链表，用数组元素的下标来模拟单链表的指针。

因此静态链表里不存在指针。本想通过改写“祖传代码”来实现静态链表，后因改写幅度较大而放弃。

实现静态链表的关键是理解first、 avail在静态链表中的作用。

first是静态链表头指针，指向头结点，SList[first].next指向第一个元素。

avail是静态链表空闲指针，指向一个空结点，只要将avail赋值给新节点，然后将新节点插入到头结点后面，同时avail后移，即可完成添加操作。

即 int s = avail;

avail = SList[avail].next;
SList[s].data = a[i];
SList[s].next = SList[first].next;
SList[first].next = s;
length++;

将头结点改为其他结点，就可以完成插入操作。

这种新节点插入到头结点后面的添加方式，类似于头插法；这种方式比较尴尬的是，会让数据逆序输入，导致逆序输出。

基于这点，我改写了循环条件，代码如下：

for (int i = n-1; i >=0; i--)//逆向赋值，避免逆序输入
{
int s = avail;
avail = SList[avail].next;
SList[s].data = a[i];
SList[s].next = SList[first].next;
SList[first].next = s;
length++;
}

由于结构发生改变，遍历静态链表的方式也发生改变，length为静态链表长度。代码如下：

int s = first;
for (int i= 0; i <length; i++)
{
s = SList[s].next;
}

存在的问题：

与上篇的双链表类似，过多的输入操作，而又没有对输入进行规范，容易因为误输入而导致程序崩溃，降低程序的健壮性。