数据结构实验报告二单链表的基本操作学生管理系统（单链表版）

爱被打了一巴掌 2023-09-25 20:02 102阅读 0赞

> #### 实验二单链表的基本操作 ####
> 
> 实验环境:VisualC++或DevC++  
> 实验目的:  
> 1、掌握单链表的定义:  
> 2、掌握单链表的基本操作，如建立、查找、插入和删除等。  
> 实验内容:  
> 定义一个包含学生信息(学号，姓名，成绩)的单链表，使其具有如下功能。  
> 1)根据指定学生个数，逐个输入学生信息;  
> 2) 逐个显示学生表中所有学生的相关信息;  
> 3)根据姓名进行查找，返回此学生的学号和成绩;  
> 4)根据指定的位置可返回相应的学生信息(学号，姓名，成绩)  
> 5)给定一个学生信息，插入到表中指定的位置;  
> 6)删除指定位置的学生记录;  
> 7)统计表中学生个数。

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> 数据结构实验报告直接用，内附所有源码

![在这里插入图片描述][41eeec30d963486a89c94063fa66a876.jpeg_pic_center]

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#### 目录 ####

*   *   *  实验二单链表的基本操作
     *  单链表的基本操作
     *   *  一、需求分析
         *  二、概要设计
         *  三、详细设计
         *  四、调试分析
         *  五、测试结果
         *  附录：源程序代码（带注释）

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### 单链表的基本操作 ###

#### 一、需求分析 ####

程序的设计任务：定义一个包含学生信息（学号，姓名，成绩）的单链表，使其具有如下功能：  
（1）根据指定学生个数，逐个输入学生信息；  
（2）逐个显示学生表中所有学生的相关信息；  
（3）根据姓名进行查找，返回此学生的学号和成绩；  
（4）根据指定的位置可返回相应的学生信息（学号，姓名，成绩）；  
（5）给定一个学生信息，插入到表中指定的位置；  
（6）删除指定位置的学生记录；  
（7）统计表中学生个数。  
模块划分：  
（1）写第一个子函数input()创建链表完成输入学生信息操作；  
（2）写第二个子函数output()完成逐个显示学生表中所有学生的相关信息操作；  
（3）写第三个子函数findnum()完成根据姓名进行查找，返回此学生的学号和成绩操作；  
（4）写第四个子函数locationlookup()完成根据指定的位置可返回相应的学生信息（学号，姓名，成绩）操作；  
（5）写第五个子函数insert()完成给定一个学生信息，插入到表中指定的位置操作；  
（6）写第六个子函数remov()完成删除指定位置的学生记录操作；  
（7）写第七个子函数 Statistics()完成统计表中学生个数操作；  
（8）写第八个子函数menu()来调用以上函数进行可视化的操作；  
（9）写一个main()主函数，调用menu()函数来完成所有操作；

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#### 二、概要设计 ####

1.定义一个结构体包含了学生的信息

typedef struct
    {
        
    	char no[10];
    	char name[10];
    	int score;
    }STU;

> 学生的抽象类型中包括  
> 学生学号char no\[10\];  
> 学生姓名char name\[10\];  
> 学生成绩int score;

2.用结构体定义了一个单链表

typedef struct Lnode {
        
    	Elemtype data; //存储一个数据元素(学生信息)
    	struct Lnode* next;  //存储跟该元素相关的元素地址（后继元素的地址） 
    }Lnode, * Linklist;
    Elemtype data;存储一个数据元素(学生信息)
    struct Lnode* next;存储跟该元素相关的元素地址（后继元素的地址）

3.主函数

void main() {
        
    	Linklist h;
    	menu();
    }

> 调用menu()函数，在menu()函数中的switch按钮函数来实现单链表中的所有功能：

switch (n) {
        
    		case 1: h = input(); break;
    		case 2: output(); break;
    		case 3:findnum(); break;
    		case 4:locationlookup(); break;
    		case 5:insert(); break;
    		case 6:remov(); break;
    		case 7:Statistics(); break;
    		default: exit(0);
    		}

> 通过switch来实现各个功能函数的调用。

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#### 三、详细设计 ####

1.写第一个子函数input()完成输入学生信息操作；

Linklist input() {
        
    	Linklist h, p, r; //h代表链表的头指针，p指向新结点，r指向链表当前的尾结点 
    	int n, i;
    	//建立一个头结点
    	h = (Lnode*)malloc(sizeof(Lnode));
    	h->next = NULL;
    	r = h;  //当前链表只有一个结点即头结点，所以它也是尾结点 
    
    	//创建链表	
    	printf("请输入学生人数：");
    	scanf("%d", &n);
    
    	printf("请输入学生信息：\n");
    	for (i = 0; i < n; i++) {
        
    		p = (Lnode*)malloc(sizeof(Lnode));
    		p->next = NULL;
    		printf("第%d个学生信息\n",i+1);
    		printf("学号：");
    		scanf("%s", p->data.no);
    		printf("姓名：");
    		scanf("%s", p->data.name);
    		printf("成绩：");
    		scanf("%d", &p->data.score);
    		r->next = p;
    		r = r->next;//r=p;
    	}
    	system("pause");
    	system("cls");
    	return h;
    }

2.写第二个子函数output()完成逐个显示学生表中所有学生的相关信息操作；

//2、输出函数——遍历这个链表，从前向后逐个输出每个结点的数据域的内容 
    void output() {
        
    	int i=1;
    	Linklist p;
    	p = h;//指向头结点 
    	printf("请输出学生信息：\n");
    	while (p->next != NULL) {
        
    		p = p->next;
    		printf("第%d位：", i++);
    		printf("学号：%s 姓名：%s 成绩：%d\n", p->data.no, p->data.name, p->data.score);
    	}
    	system("pause");
    	system("cls");
    }

3.写第三个子函数findnum()完成根据姓名进行查找，返回此学生的学号和成绩操作；

void findnum()//按位置查找
    {
        
    	Linklist p;
    	char name[50];
    	printf("请输入查找学生的姓名：");
    	scanf("%s",name);
    	p = h;
    	while (p != NULL)
    	{
        
    		if (strcmp(p->data.name, name) == 0)
    		{
        
    			printf("学号：%s\n成绩：%d\n", p->data.no, p->data.score);
    			system("pause");
    			system("cls");
    			return;
    		}
    		p = p->next;
    	}
    	printf("没有找到相关学生信息\n");
    	system("pause");
    	system("cls");
    }

4.写第四个子函数locationlookup()完成根据指定的位置可返回相应的学生信息（学号，姓名，成绩）操作；

void locationlookup()//按位置查找
    {
        
    	Linklist p;
    	int i=0,n;
    	printf("请输入学生在单链表的位置：");
    	scanf("%d",&n);
    	p = h;
    	while (p != NULL)
    	{
        
    		if (i==n)
    		{
        
    			printf("学号：%s 姓名：%s 成绩：%d\n", p->data.no, p->data.name, p->data.score);
    			system("pause");
    			system("cls");
    			return;
    		}
    		p = p->next;
    		i++;
    	}
    	printf("没有找到相关学生信息\n");
    	system("pause");
    	system("cls");
    }

5.写第五个子函数insert()完成给定一个学生信息，插入到表中指定的位置操作；

void insert() {
        
    	if (h == NULL)
    	{
        
    		printf("目前系统中不存在任何信息请先输入学生信息！\n");
    		system("pause");
    		system("cls");
    	}
    	else {
        
    
    
    		Linklist p, r, l;
    		int pos, i = 0;
    		p = h->next;
    		r = (Linklist)malloc(sizeof(Lnode));
    		printf("输入要插入的学生信息\n");
    		printf("%学生学号："); scanf("%s", r->data.no);
    		printf("%学生姓名："); scanf("%s", r->data.name);
    		printf("%学生成绩："); scanf("%d", &r->data.score);
    		printf("请输入要插入的位置：");
    		scanf("%d", &pos);
    		if (pos < 1) {
        
    			printf("位置不合法！\n");
    			return;
    		}
    		while (p->next && i < pos - 1) {
        //执行到pos的前一个结点结束循环 
    			p = p->next;
    			i++;
    		}
    		l = p->next;//l为pos位置的结点 
    		p->next = r;//新结点链在pos前1个结点后 
    		r->next = l;//原pos位置的结点链在新结点r后 
    		printf("插入成功！\n");
    		system("pause");
    		system("cls");
    	}
    }

6.写第六个子函数 remov()完成删除指定位置的学生记录操作；

//删除 
    void remov() {
        
    	Linklist p, r, l;
    	int pos, i=0;
    	p = h;
    	printf("请输入要删除的位置：");
    	scanf("%d", &pos);
    	if (pos < 1) {
        
    		printf("位置不合法！\n");
    		return;
    	}
    	while (p->next && i < pos-1 ) {
        //执行到pos的前一个结点结束循环 
    		p = p->next;
    		i++;
    	}
    	r = p->next;//l为pos位置的结点 
    	p->next = r->next;//pos后一个结点链在pos一个结点后
    	free(r);
    	printf("删除成功！\n");
    	system("pause");
    	system("cls");
    }

7.写第七个子函数Statistics()完成统计表中学生个数操作；

int  Statistics()//统计表中学生个数 
    {
        
    	Linklist p;
    	int i = 0;
    	p = h;
    	while (p != NULL)
    	{
        
    		p = p->next;
    		i++;
    	}
    	printf("学生人数为%d人\n",i-1);
    	system("pause");
    	system("cls");
    	return i - 1;
    
    }

8.写第八个子函数menu()来调用以上函数进行可视化的操作；

//定义一个菜单
    void menu() {
        
    	//Linklist h;
    	int n = -1;
    	printf("根据对应的数字，选择要执行的操作:\n");
    	printf("----------------------------------------------------------\n");
    	printf("1：根据指定学生个数，逐个输入学生信息;\n");
    	printf("2：逐个显示学生表中所有学生的相关信息;\n");
    	printf("3：根据姓名进行查找，返回此学生的学号和成绩;\n");
    	printf("4：根据指定的位置可返回相应的学生信息（学号，姓名，成绩);\n");
    	printf("5：给定一个学生信息，插入到表中指定的位置;\n");
    	printf("6：删除指定位置的学生记录;\n");
    	printf("7：统计表中学生个数;\n");
    	printf("0：退出！\n");
    	printf("----------------------------------------------------------\n");
    	while (n) {
        
    		printf("请选择：");
    		scanf("%d", &n);
    		switch (n) {
        
    		case 1: h = input(); break;
    		case 2: output(); break;
    		case 3:findnum(); break;
    		case 4:locationlookup(); break;
    		case 5:insert(); break;
    		case 6:remov(); break;
    		case 7:Statistics(); break;
    		default: exit(0);
    		}
    		menu();
    
    	}
    
    }

9.写一个main()主函数，调用menu()函数来完成所有操作；

void main() {
        
    	menu();
    }

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#### 四、调试分析 ####

简单分析：  
在进行删除指定位置的学生记录的设计时p=h->next设计出现纰漏导致边界数据无法删除，经过调试改正将p=h->next改为p=h解决边界条件无法删除的漏洞。在实现给定一个学生信息，插入到表中指定的位置时，若链表中本就没有数据则会直接结束系统的运行，这并不是我们想看到的，通过加入if判断语句，将链表处于空链表时输出指定信息使其不会直接结束运行。以下截图分别为删除与返回返回操作时的改后代码。  
![在这里插入图片描述][778edd95f8ea4435a0648517fccacd66.png]  
![在这里插入图片描述][873a992b31154593a9d6e001ff2ec6dc.png]  
总结经验：  
通过这次实验我学会定义单链表的节点类型，实现对单链表的一些基本操作和具体的函数定义，了解并掌握单链表的类定义以及成员函数的定义与调用，还掌握了单链表基本操作及两个有序表归并等操作的实现。

#### 五、测试结果 ####

1、输入n个数，输入学生姓名，学号，成绩；2、输出单链表；3、对单链表数据进行查找；4、对单链表按位置查找；5、插入指定位置学生信息；6、删除指定位置的学生记录；7、统计表中学生个数。  
数据测试如下截图：  
（1）输入n个数，输入学生姓名，学号，成绩  
![在这里插入图片描述][81c22efa25484c27bb46125b9a554a20.png]  
（2）输出单链表  
![在这里插入图片描述][521d29f413104f05a41d897ef0c1ef19.png]  
（3）对单链表数据进行查找  
![在这里插入图片描述][b1d0bb3d7fda4172a4e97a055c539411.png]  
（4）对单链表按位置查找  
![在这里插入图片描述][ddb1d845594944488c5ca0638c47eeb6.png]  
（5）插入指定位置学生信息  
![在这里插入图片描述][3dc8ddadc5994c5a96de0adb474ff667.png]  
（6）删除指定位置的学生记录  
![在这里插入图片描述][58ba3683ef774f63bd952f062932c6c9.png]  
（7）统计表中学生个数  
![在这里插入图片描述][dae1384bf92e4063aa7560dc6a46a4a2.png]

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#### 附录：源程序代码（带注释） ####

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <string.h>
    int  Statistics();
    //定义一个学生类型
    typedef struct {
        
    	char no[10];
    	char name[10];
    	int score;
    }STU;
    typedef STU Elemtype;
    // 先定义一个链表 
    typedef struct Lnode {
        
    	Elemtype data; //存储一个数据元素(学生信息)
    	struct Lnode* next;  //存储跟该元素相关的元素地址（后继元素的地址） 
    }Lnode, * Linklist;
    
    //定义一个指向单链表的头指针变量 
    Linklist h; //Lnode *h;
    
    //1、输入函数——建立链表（从头开始，尾插法） 
    Linklist input() {
        
    	Linklist h, p, r; //h代表链表的头指针，p指向新结点，r指向链表当前的尾结点 
    	int n, i;
    	//建立一个头结点
    	h = (Lnode*)malloc(sizeof(Lnode));
    	h->next = NULL;
    	r = h;  //当前链表只有一个结点即头结点，所以它也是尾结点 
    
    	//创建链表	
    	printf("请输入学生人数：");
    	scanf("%d", &n);
    
    	printf("请输入学生信息：\n");
    	for (i = 0; i < n; i++) {
        
    		p = (Lnode*)malloc(sizeof(Lnode));
    		p->next = NULL;
    		printf("第%d个学生信息\n",i+1);
    		printf("学号：");
    		scanf("%s", p->data.no);
    		printf("姓名：");
    		scanf("%s", p->data.name);
    		printf("成绩：");
    		scanf("%d", &p->data.score);
    		r->next = p;
    		r = r->next;//r=p;
    	}
    	system("pause");
    	system("cls");
    	return h;
    }
    //2、输出函数——遍历这个链表，从前向后逐个输出每个结点的数据域的内容 
    void output() {
        
    	int i=1;
    	Linklist p;
    	p = h;//指向头结点 
    	printf("请输出学生信息：\n");
    	while (p->next != NULL) {
        
    		p = p->next;
    		printf("第%d位：", i++);
    		printf("学号：%s 姓名：%s 成绩：%d\n", p->data.no, p->data.name, p->data.score);
    	}
    	system("pause");
    	system("cls");
    }
    
    void findnum()//按位置查找
    {
        
    	Linklist p;
    	char name[50];
    	printf("请输入查找学生的姓名：");
    	scanf("%s",name);
    	p = h;
    	while (p != NULL)
    	{
        
    		if (strcmp(p->data.name, name) == 0)
    		{
        
    			printf("学号：%s\n成绩：%d\n", p->data.no, p->data.score);
    			system("pause");
    			system("cls");
    			return;
    		}
    		p = p->next;
    	}
    	printf("没有找到相关学生信息\n");
    	system("pause");
    	system("cls");
    }
    
    void locationlookup()//按位置查找
    {
        
    	Linklist p;
    	int i=0,n;
    	printf("请输入学生在单链表的位置：");
    	scanf("%d",&n);
    	p = h;
    	while (p != NULL)
    	{
        
    		if (i==n)
    		{
        
    			printf("学号：%s 姓名：%s 成绩：%d\n", p->data.no, p->data.name, p->data.score);
    			system("pause");
    			system("cls");
    			return;
    		}
    		p = p->next;
    		i++;
    	}
    	printf("没有找到相关学生信息\n");
    	system("pause");
    	system("cls");
    }
    
    void insert() {
        
    	if (h == NULL)
    	{
        
    		printf("目前系统中不存在任何信息请先输入学生信息！\n");
    		system("pause");
    		system("cls");
    	}
    	else {
        
    
    
    		Linklist p, r, l;
    		int pos, i = 0;
    		p = h->next;
    		r = (Linklist)malloc(sizeof(Lnode));
    		printf("输入要插入的学生信息\n");
    		printf("%学生学号："); scanf("%s", r->data.no);
    		printf("%学生姓名："); scanf("%s", r->data.name);
    		printf("%学生成绩："); scanf("%d", &r->data.score);
    		printf("请输入要插入的位置：");
    		scanf("%d", &pos);
    		if (pos < 1) {
        
    			printf("位置不合法！\n");
    			return;
    		}
    		while (p->next && i < pos - 1) {
        //执行到pos的前一个结点结束循环 
    			p = p->next;
    			i++;
    		}
    		l = p->next;//l为pos位置的结点 
    		p->next = r;//新结点链在pos前1个结点后 
    		r->next = l;//原pos位置的结点链在新结点r后 
    		printf("插入成功！\n");
    		system("pause");
    		system("cls");
    	}
    }
    
    
    //删除 
    void remov() {
        
    	Linklist p, r, l;
    	int pos, i=0;
    	//p=h->next;
    	p = h;
    	printf("请输入要删除的位置：");
    	scanf("%d", &pos);
    	if (pos < 1) {
        
    		printf("位置不合法！\n");
    		return;
    	}
    	while (p->next && i < pos-1 ) {
        //执行到pos的前一个结点结束循环 
    		p = p->next;
    		i++;
    	}
    	r = p->next;//l为pos位置的结点 
    	p->next = r->next;//pos后一个结点链在pos一个结点后
    	free(r);
    	printf("删除成功！\n");
    	system("pause");
    	system("cls");
    }
    
    int  Statistics()//统计表中学生个数 
    {
        
    	Linklist p;
    	int i = 0;
    	p = h;
    	while (p != NULL)
    	{
        
    		p = p->next;
    		i++;
    	}
    	printf("学生人数为%d人\n",i-1);
    	system("pause");
    	system("cls");
    	return i - 1;
    
    }
    //定义一个菜单
    void menu() {
        
    	//Linklist h;
    	int n = -1;
    	printf("根据对应的数字，选择要执行的操作:\n");
    	printf("----------------------------------------------------------\n");
    	printf("1：根据指定学生个数，逐个输入学生信息;\n");
    	printf("2：逐个显示学生表中所有学生的相关信息;\n");
    	printf("3：根据姓名进行查找，返回此学生的学号和成绩;\n");
    	printf("4：根据指定的位置可返回相应的学生信息（学号，姓名，成绩);\n");
    	printf("5：给定一个学生信息，插入到表中指定的位置;\n");
    	printf("6：删除指定位置的学生记录;\n");
    	printf("7：统计表中学生个数;\n");
    	printf("0：退出！\n");
    	printf("----------------------------------------------------------\n");
    	while (n) {
        
    		printf("请选择：");
    		scanf("%d", &n);
    		switch (n) {
        
    		case 1: h = input(); break;
    		case 2: output(); break;
    		case 3:findnum(); break;
    		case 4:locationlookup(); break;
    		case 5:insert(); break;
    		case 6:remov(); break;
    		case 7:Statistics(); break;
    		default: exit(0);
    		}
    		menu();
    
    	}
    
    }
    //定义主函数
    void main() {
        
    	Linklist h;
    	menu();
    
    }

> 大一写的数据结构实验报告，大二不需要了发出来分享一下，有需要的自取哈O(∩\_∩)O

![在这里插入图片描述][1084b3c5dded459ba281f8416155263c.jpeg_pic_center]

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