广义表的应用.doc
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软件综合课程设计
广义表的应用
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二〇一四年六月广义表的应用
一、问题陈述
由于广义表在结构上较线性表复杂得多,因此,广义表的运算也不如线性表简单。
本设计要求实现的广义表的建立、查找、输出、取表头和取表尾以及求深度、求逆表等。
本设计用一个主控菜单程序控制,共分为6个子系统。
(1)建立广义表
(2)输出广义表
(3)结点的查找
(4)求广义表表头
(5)求广义表表尾
(6)求广义表的深度
二、需求分析
1.菜单函数
使用数字0-6来选择菜单项,超出此范围时,提示输入错误,并重新输入。
运行程序时,先输入一个广义表,回车后,调用各功能函数,则出现功能菜单,输入的一个数字,该数字用sn存储,使用choose()接受数字输入,该函数的返回值提供给主函数;则主函数使用while循环实现重复选择,以实现不同的广义表菜单功能。
2.主函数
包含的功能函数有:
输出广义表、广义表深度、广义表表头、广义表表尾、广义表查找、广义表逆置6个函数。
运行程序时,首先执行主函数,根据提示,建立广义表,广义表中的元素应单独输入,每输入一个字符,回车,广义表输入完成时,应再次输入“)”,表示输入结束,这是由于CreateGList函数递归的原因,回车,此时调用choose()函数,出现功能菜单,提示用户进行相关操作,进入任一操作,通过switch(choose())对用户所输入的信息进行匹配,匹配后调用相关的子函数,从而实现各项函数的功能。
3.创建广义表函数
函数中,先定义一个整型数据i=0和一个数组a[10],构建时,先输入一个字符,如果输入字符的是‘#’,则广义表为空,否则输出第一个左括号。
接下来的元素项如果是子表,则递归调用CreateGList(),若是原子,则直接输出,并将输入的数据保存在数组a[i]中,同时i++,然后继续输入保存用户所输入的数据,若是‘,’,则递归调用CreateGList()函数,继续执行第一步,当遇到‘)’时,结束。
4.广义表的输出
此函数实现的是输出功能,它直接关联到后面的取表头、表尾运算。
函数中,分为原子和子表,若是子表,则利用头结点指针,递归输出子表。
若是原子,则直接输出该原子的数值。
然后判断下一结点是否为空,不为空则输出“,”,继续递归输出,执行上一步的操作。
5.结点的查找
运行时,输入要查找的元素,将该元素与数组中的元素进行比较,若相等,则查找成功,输出此元素的位置信息,当查找超出范围时,输出查找失败信息。
6.求广义表的表头
表头分为子表和原子。
当表头为子表时,先输出左括号,再通过递归调用依次输出表头,最后输出右括号。
当表头为原子时,直接输出原子数值。
7.求广义表的表尾
若广义表非空,则广义表中除去表头后其余元素构成的子表为表尾。
函数中,定义指针p、q,q用于指向广义表表头,q->next为广义表表尾,并赋值给p,因p也是广义表,则可调用广义表输出函数PrintGList(),输出表尾。
8.广义表的逆置
逆置即将表头和表尾倒置,因此算法中,先后调用取表尾函数和取表头函数,先输出表尾,再输出表头,以此实现逆置功能。
9.广义表的深度
广义表深度的递归定义式:
它等于所有子表中表的最大深度加1。
若一个表为空,则深度为1。
定义dep表示任一子表的深度,max为所有子表中的最大深度,则广义表的深度为max+1。
函数中,当广义表L为空表或由单元素组成时,不进行递归调用,返回1;否则,当广义表含有子表时,利用头结点指针,递归求出深度,将最大深度的子表的dep赋值给max,返回max+1即为广义表深度。
三、概要设计
程序的开始,先定义广义表的结点类型,采用枚举类型区分原子ATOM和子表LIST。
采用联合体定义原子结点的值域atom和表头指针域hp。
再输入一个广义表,在程序中可以定义一个数组用来存放广义表中的关键字。
编写各个功能函数时,先了解算法的思想,绘出流程图,根据流程图进一步编写。
之后编写一个功能选择函数choose(),并在此函数中打印运行界面,通过输入代码,来进行不同功能的操作。
在运行界面中,通过一个while循环,能让用户进行循环操作,直至退出系统。
main
CreateGList
choose
PrintGList
Locate
GListHead
GListTail
Traverselist
GListDepth
四、详细设计
1.菜单函数
4
intchoose()
{
intsn;
cout<<"---------------------------------------"< cout<<"广义表的应用"< cout<<"1.广义表输出2.结点的查找"< cout<<"3.广义表表头4.广义表表尾"< cout<<"5.广义表逆置6.广义表深度"< cout<<"0.退出系统"< cout<<"---------------------------------------"< cout<<"请输入代码0-6: "< for(;;) { cin>>sn; if(sn<0||sn>6) cout< "< else break; } returnsn; } 2.主函数 intmain() { GList*L; charch; printf("建立广义表,结束请多输一个右括号! \n"); CreateGList(&L);//创建广义表 while (1) { switch(choose()) { case1: cout<<"输出广义表: "; PrintGList(L); cout< break; case2: cout<<"请输入要查找的结点: "; cin>>ch; Locate(L,ch); cout< break; case3: cout<<"广义表取表头: "; GListHead(L); cout< break; case4: cout<<"广义表取表尾: "; cout<<"("; GListTail(L); cout<<")"< break; case5: printf("广义表的逆表: "); TraverseList(L); cout< break; case6: cout<<"广义表的深度为: "; cout< break; case0: cout<<"退出! "< exit(0); break; } } return0; } 3.创建广义表函数: CreateGList() voidCreateGList(GList**L) //创建广义表函数 { charch; cin>>ch; //输入数据 if(ch=='#')//如果输入的是#表示为空 *L=NULL; elseif(ch=='(')//如果是左括号就递归构建子表 { *L=(GList*)malloc(sizeof(GList)); (*L)->tag=1;//广义表的标志量为LIST CreateGList(&((*L)->hp));//建立此广义表的表头指针所指的元素 } else //只有原子的情况下 { *L=(GList*)malloc(sizeof(GList)); (*L)->tag=0;//广义表标志量为ATOM (*L)->atom=ch;//元素为所输入数值 a[i]=ch;//不能写成a[i]=(*L)->atom; i++; } cin>>ch;//此处输入的必为逗号或者右括 if(ch==',')//如果是逗号就递归构建下一个子表 CreateGList(&((*L)->next)); elseif(ch==')')//如果是右括号就结束 (*L)->next=NULL; } 4.广义表输出函数PrintGList() voidPrintGList(GList*L) //输出广义表 { if(L->tag==1)//广义表标志量为LIST { cout<<"(";//先输出左括号 if(L->hp==NULL)//表头指针为空 cout<<"#"; else PrintGList(L->hp);//递归打印子表 cout<<")";//结束打印右括号 } else//标志量为ATOM cout< if(L->next! =NULL) { cout<<","; PrintGList(L->next);//调用此函数,输出广义表下一个元素 } } 5.广义表查找函数Locate() voidLocate(GList*L,charch)//广义表 查找 { intj; cin>>ch;//输入要查找关键字 for(j=0;j<=i;j++)//用for循环查找 { if(a[j]==ch)//如果找到 { cout<<"查找成功,位置为: "< break; } } if(j>i) cout<<"查找失败,元素不存在此广义表中! "< } 6.广义表取表头函数: voidGL
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