数据结构|创建学生成绩的双链表（实验2.3）

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

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。

三、实验步骤

1、依据实验内容分别说明实验程序中用到的数据类型的定义

public：        DLL();DLL(T score[], int n);  //有参构造函数~DLL();  //析构函数int Length(); //返回单链表长度void insert(int i, T x); //插入操作，在位置i插入元素T get(int i);  //按位查找int locate(T x);  //按值查找T Delete(int i);  //删除操作void print();  //遍历操作private:Node<T> *first;  //双链表的头指针int length;   //链的长度计数

2、相关操作的算法表达

在代码中设定元素为float型，有8个元素。定义顺序表的数据类型——双链表类DLL，包括插入、删除、查找、输出等基本操作。

插入操作：1.工作指针p，s初始化；

                   2.查找第i-1个结点并使工作指针p指向该节点；

                   3.若查找不成功，说明插入位置不合理，抛出插入位置非法；

                      否则，3.1 生成一个元素值为x的新结点s；

                                3.2  将新结点插入到结点p之后(与单链表有所不同）；

删除操作：1.工作指针p初始化，累加器count初始化；

                2.查找第i-1个结点并使工作指针p指向该节点；

                3.若p不存在或p的后继结点不存在，抛出插入位置非法；

                   否则，3.1 暂存被删结点和被删元素值；

                             3.2  摘链，将结点p的后继结点从链表上摘下；

                             3.3  释放被删结点

                             3.4  返回被删元素值

查找操作：（1）按位查找

                 1.工作指针p初始化，累加器count初始化；

                 2.从头指针出发顺next域逐个结点往下搜索直到某个结点，判断是否为第i个结点。

                 3. 若是，则查找成功；否则将工作指针p后移；

                （2）按值查找

                 1.工作指针p初始化，累加器count初始化；

                 2.对单链表中各元素依次进行比较。查找成功则返回元素序号；否则，返回0表示查找失败；

输出操作：1.工作指针p初始化；

                2.重复执行下述操作，直到p为空：

                    2.1 输出结点p的数据域；

                    2.2工作结点p后移

由于结点元素类型不确定，因此采用C++模板机制。

源代码如下：

#include<iostream>using namespace std;template <typename T>class  Node{public:T data;Node<T> *prior;Node<T> *next;};template <typename T>class DLL {public:DLL();DLL(T score[], int n);  //有参构造函数~DLL();  //析构函数int Length(); //返回单链表长度void insert(int i, T x); //插入操作，在位置i插入元素T get(int i);  //按位查找int locate(T x);  //按值查找T Delete(int i);  //删除操作void print();  //遍历操作private:Node<T> *first;  //双链表的头指针int length;   //链的长度计数};template <typename T>DLL<T>::DLL(T score[], int n){length=0;first = new Node<T>;first->next = NULL;first->prior = NULL;for (int i = 0; i<n; i++){Node<T> *s = new Node<T>;s->data = score[i];s->next = first->next;     first->next = s;}}template <typename T>DLL<T>::~DLL(){while (first->next!=first->prior)    {        //临时指针，存储即将释放的节点的指针        Node<T> *temp = first;        //脱链        first->prior->next = first->next;        first->next -> prior = first->prior;        //头指针后移        first = first->next;        //释放内存        delete temp;    }    delete first;}template<typename T>int DLL<T>::Length(){    Node<T> *p; int count;p=first->next;      count=0;      while(p!=NULL){          p=p->next;          count++;       }      return length;}template <typename T>void DLL<T>::insert(int i,T x){Node<T>*p,*s;int count;      p=first;       count=0;      while(p!=NULL&&count<i-1)      {          p=p->next;          count++;               }       if(p==NULL) throw"位置";       else {         s=new Node<T>;         s->data=x;         s->next=p->next;         p->next=s;       }}template <typename T>T DLL<T>::get(int i){Node<T> *p;int count; count = 1;p = first->next; while (p != NULL&&count<i){p = p->next; count++;}if (p == NULL)throw"位置非法";else return p->data;}template <typename T>int DLL<T>::locate(T x){Node<T> *p; int count;p = first->next; count = 1;while (p!= NULL){if (p->data == x) return count;p = p->next;count++;}return 0;}template <typename T>T DLL<T>::Delete(int i){Node<T> *p,*q;p = first->next; int count, x; count = 1;while (p != NULL&&count<i-1){p = p->next; count++;}if (p == NULL || p->next == NULL) throw"位置非法";else{          q = p->next;          x=q->data;          if (p->next != NULL){              if(q->next!=NULL)          q->next->prior = p;            else{p->next=NULL;p->next = q->next;delete q;q = NULL;return x;}}p->next = q->next;delete q;          q = NULL;          return x;}}template <typename T>void DLL<T>::print(){Node<T> *p;p = first->next;while (p->next != NULL){cout << p->data << " ";p = p->next;}cout << p->data << endl;}void main(){float score[8] = { 66.5,89.5,95,74.5,32.5,68,100,86.5 };DLL<float>student(score, 8);cout << "     学生数据结构成绩" << endl;student.print();cout << endl << endl << "在位置3插入成绩78，插入后结果如下：" << endl;student.insert(3,66);student.print();cout << endl << endl << "在位置2删除成绩为：" << student.Delete(2) <<" , "<< "删除后结果如下:" << endl;student.print();cout << endl << endl << "位置3的成绩为：" << student.get(3) << endl;cout << endl << endl << "成绩32.5所在位置为：" << student.locate(32.5) << endl;}

3、总结、运行结果和分析

        ①总结

   在程序内规定成绩数组类型为float型，数组共有8个元素。 float score[8] = { 66.5,89.5,95,74.5,32.5,68,100,86.5 };

   定义了类模板的对象。 DLL<float>student(score, 8);

   通过调用成员函数，实现输出、插入、查找、删除等基本功能。

         ②运行结果如下:

     ③分析

双链表的每个数据结点中都有两个指针，分别指向直接后继和直接前驱。所以，从双向链表中的任意一个结点开始，都可以很方便地访问它的前驱结点和后继结点。在双链表中求表长、查找、遍历等操作的实现与单链表基本相同，只有插入、删除有所不同。由于循环双链表是一种对称结构，在结点P之前或之后的插入和删除非常容易。

4、总体收获和不足，疑问等

 完成本次双链表的实验时间恰逢在国庆，假期之余花了较多时间完成本次实验。总的来说，双链表与单链表的功能实现基本相同，但也有不同之处，例如删除和插入的功能。实验之初，参考了课本上的部分代码，但没有仔细思考便使用了，导致程序一直无法运行，浪费了许多时间。后来经过百度提问，询问同学，终于将错误改正过来，完成了本次实验。

 之所以说“实践是检验真理的唯一标准”，这句话是很对的。在课堂上短短的学习时间，并不能很好地对所学知识有很好的理解，相反，我们更需要在课后多花时间上机实验，才能更大程度地掌握所学知识的原理。

 通过本次实验，我也加深了对双链表相关功能操作的理解。但我还需花更多的时间来学习这门课程。