【数据结构理论与实践】之线性表

　　线性表是数据结构中最简单、最常用的一种线性结构，也是学习数据结构全部内容的基础，其掌握的好坏直接影响着后续知识的学习。下面将通过四个模拟项目来学习线性表的顺序和链式存储结构。

一、学生成绩管理

1、项目简介

　　学生成绩管理师学校教务部门日常工作的重要组成部分，处理信息量很大。本项目是对学生成绩管理的简单模拟，用菜单选择方式完成下列功能：输出学生数据、学生数据查询、添加学生数据、修改学生数据、删除学生数据。

2、设计思路

　　本项目的实质是完成对学生成绩信息的建立、查找、插入、修改、删除等功能，可以首先定义项目中的数据结构，然后将每个功能写成一个函数来完成对数据的操作，最后完成主函数以验证各个函数功能并得出运行结果。

3、数据结构

　　本项目的数据是一组学生的成绩信息，每条学生的成绩信息由学号、姓名、成绩组成，这组学生的成绩信息具有相同特性，数以同一数据对象，相邻数据元素之间存在序偶关系。由此可以看出，这些数据具有线性表中数据元素的性质， 所以该系统的数据采用线性表来存储。

　　顺序表示线性表的顺序存储结构，是指用一组连续的内存单元依次存放线性表的数据元素。在顺序存储结构下，逻辑关系相邻的两个元素在物理位置上也相邻，这是顺序表的特点。本项目可以采用顺序表的线性表顺序存储结构。

　　顺序表便于进行随机访问，故线性表的顺序存储结构是一种随机存储结构。

　　顺序表适宜用于查找这样的静态操作，其优点在于存储密度大。存储空间利用率高，缺点是插入或删除时不方便。

　　用结构体类型定义每个学生数据，该数组中的每个数据的结构可描述为：

typedef struct STU{
   char stuno[10];    //学号
   char name[10];    //姓名
   float score;           //成绩 
}ElemType;

4、程序清单

/*线性表1*/
#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <malloc.h>
#include <string.h>
using namespace std;

#define MaxListSize 20
#define EQUAL 1
typedef struct STU{
    char stuno[10];
    char name[10];
    float score;
    int age;
}ElemType;
class List{
private:
    //线性表的数组表示
    ElemType elem[MaxListSize];
    int length;
    int MaxSize;
public:
    void init(List **L,int ms); //输入学生数据
    void DestoryList(List &L){  //删除所有学生数据
        free(&L);
    }
    void ClearList(){            //将顺序表置为空表
        length = 0;
    }
    bool ListEnpty(){            //判断顺序表是否为空表
        return length == 0;
    }
    bool ListFull(){            //判断顺序表是否为满
        return length == MaxSize;
    }
    bool ListDelete(int , ElemType &e); //删除某个学生数据
    void ListTraverse();        //遍历顺序表
    int ListLength();            //返回顺序表的长度
    void GetElem(int , ElemType *); //学生数据查询
    bool UpdateList(ElemType &e, ElemType);    //修改学生数据
    bool ListInsert(int, ElemType &);        //添加学生数据
    void printlist(int);
    bool Less_EqualList(ElemType *e1,ElemType *e2);
    bool LocateElem(ElemType e, int type);
    bool EqualList(ElemType *e1,ElemType *e2);
};

//接口实现
void List::init(List **L, int ms){
    *L = (List *)malloc(sizeof(List));
    (*L)->length = 0;
    (*L)->MaxSize = ms;
}

int List::ListLength(){
    return length;
}

bool List::ListDelete(int mark, ElemType &e){
    int i,j;
    if(ListEnpty())
        return false;
    if(mark>0){//删除表头元素
        e = elem[0];
        for(i = 1; i < length;i++ )
            elem[i-1] = elem[i];
    }else if(mark < 0){
        e = elem[length-1];
    }else{
        for(i =0;i<length;i++)
            if(strcmp(elem[i].name,e.name) == 0)
                break;
            if(i>=length)return false;
            else e=elem[i];
            for(j = i+1;j<length;j++)
                elem[j-1] = elem[j];
    }
    length--;
    return true;
}

void List::ListTraverse(){
    for(int i=0;i<length;i++){
        cout<<setw(8)<<elem[i].name;
        cout<<setw(10)<<elem[i].stuno;
        cout<<setw(9)<<elem[i].age;
        cout<<setw(8)<<elem[i].score<<endl;
    }
}

void List::GetElem(int i, ElemType *e){
    *e = elem[i];
}

bool List::EqualList(ElemType *e1,ElemType *e2){
    if(strcmp(e1->name,e2->name))
        return false;
    if(strcmp(e1->stuno,e2->stuno))
        return false;
    if(e1->age != e2->age)
        return false;
    if(e1->score != e2->score)
        return false;
    return true;
}

bool List::Less_EqualList(ElemType *e1,ElemType *e2){
    if(strcmp(e1->name,e2->name) <= 0)
        return true;
    else
        return false;
}

bool List::LocateElem(ElemType e, int type){
    int i;
    switch(type){
        case EQUAL:
            for(i=0;i<length;i++)
                if(EqualList(&elem[i],&e))
                    return true;
                break;
        default:
            break;
    }
    return false;
}

bool List::UpdateList(ElemType &e, ElemType e1){
    for(int i=0;i<length;i++)
        if(strcmp(elem[i].name,e.name) == 0){
            elem[i] = e1;
            return true;
        }
    return false;    
}

bool List::ListInsert(int i, ElemType &e){
    ElemType *p,*q;
    if(i <1 || i>length+1)return false;
    q = &elem[i-1];
    for(p = &elem[length-1];p >= q;--p)
        *(p+1) = *p;
    *q = e;
    ++length;
    return true;
}

void List::printlist(int mark){
    int *b = new int[length];
    int i,k;
    cout<<"    姓名     学号     年龄     成绩
";
    if(mark != 0){
        for(i=0;i<length;i++)b[i] = i;
        for(i = 0;i<length;i++){
            k = i;
            for(int j=i+1;j<length;j++){
                if(mark == 1 &&elem[b[j]].score < elem[b[k]].score)
                    k = j;
                if(mark == -1 && elem[b[k]].score < elem[b[j]].score)
                    k = j;
            }
        if(k != i){
            int x= b[i];
            b[i] = b[k];
            b[k] = x;
        }
    }
    for(int i = 0;i<length;i++){
        cout<<setw(8)<<elem[b[i]].name;
        cout<<setw(10)<<elem[b[i]].stuno;
         cout<<setw(9)<<elem[b[i]].age;     
         cout<<setw(8)<<elem[b[i]].score<<endl;
    }
    }else{
        for(i = 0;i<length;i++){
            cout<<setw(8)<<elem[i].name;
            cout<<setw(10)<<elem[i].stuno;
            cout<<setw(9)<<elem[i].age;
            cout<<setw(8)<<elem[i].score<<endl;
        }
    }
}

//main函数
void main(){
    cout<<"linelise1m.cpp 运行结果：
";
    ElemType e1,e2,e3,e4,e5,e6;
    List *La,*Lb;
    int k;
    cout<<"首先调用插入函数.
";
    La->init(&La,4);
    strcpy(e1.name,"stu1");
    strcpy(e1.stuno,"100001");
    e1.age = 22;
    e1.score = 88;
    La->ListInsert(1,e1);
    strcpy(e2.name,"stu2");
    strcpy(e2.stuno,"100002");
    e2.age=21;
    e2.score=79;
    La->ListInsert(2,e2);
    strcpy(e3.name,"stu3");
    strcpy(e3.stuno,"100003");
    e3.age=19;
    e3.score=87;
    La->ListInsert(3,e3);
    La->printlist(0);
    cout<<"表La长:"<<La->ListLength()<<endl;
    cin.get();

    Lb->init(&Lb,4);
    strcpy(e4.name,"zmofun");
    strcpy(e4.stuno,"100001");
    e4.age=20;
    e4.score=94;
    Lb->ListInsert(1,e4);
    strcpy(e5.name,"bobjin");
    strcpy(e5.stuno,"100002");
    e5.age=23;
    e5.score=69;
    Lb->ListInsert(2,e5);
    strcpy(e6.name,"stu1");
    strcpy(e6.stuno,"100001");
    e6.age=22;
    e6.score=88;
    Lb->ListInsert(3,e6);
    Lb->printlist(0);
    cout<<"表Lb长:"<<Lb->ListLength()<<endl;
    cin.get();

    k=Lb->ListDelete(-1,e6);
    if(k==0) cout<<"删除失败!
";
    else cout<<"删除成功!
";
    cout<<"输出表Lb:
";
    Lb->printlist(0);
    cin.get();
    cout<<"按成绩升序输出表Lc
";
    Lb->printlist(1);cin.get();
    cout<<"按成绩降序输出表Lc
";
    Lb->printlist(-1);cin.get();
    
}

结果如图：

二、考试报名管理

1、项目简介

　　考试报名工作给高校报名工作带来了新的挑战，给教务管理部门增加了很多的工作量，报名数据手工录入既费时又会不可避免地出现错误。本项目对考试报名管理的简单模拟，用菜单选择方式完成下列功能：输入考生信息、输出考生信息、查询考生信息、添加考生信息、修改考生信息、删除考生信息。

2、设计思路

本项目的实质是完成对考生信息的建立、查找、插入、修改、删除等功能，可以首先定义项目的数据结构，然后将每个功能写成一个函数来完成对数据的操作，最后完成主函数以验证函数功能并得出运行结果。

3、数据结构

本项目的数据是一组考生信息，每条考生信息由准考证、姓名、性别、年龄、报考类别信息组成，这组考生信息具有相同特性，属于同一数据对象，响铃数据之间存在序偶关系。由此可以看出，这些数据也具有线性表的数据性质。

本项目对考生数据主要进行插入、删除、修改等操作，所以采用链式存储结构比较合适， 用结构体类型定义每个考生信息，故该但练笔中的么个节点的结构可描述为：

typedef struct examine{
    char examno[10];    //准考证号
    char name[10];       //姓名
    char sex;　　　　　　　//性别
    float age;　　　　　　//年龄
　　 char examtype[5];       //成绩    
}ElemType;

4、程序清单