数据结构 实验 1

꧁༺❀氯ྀൢ躅ྀൢ❀༻꧂2024-06-02 21:12

题目一：用线性表实现文具店的货品管理问题

++问题描述++ ：在文具店的日常经营过程中，存在对各种文具的管理 问题。当库存文具不足或缺货时，需要进货 。日常销售时需要出库 。当盘点货物时，需要查询货物信息。请根据这些要求编写软件完成库存文具的管理功能。

++问题分析：++ 通过对问题的抽象，文具信息和文具分类信息可以用表1和表2来表示。可见文具信息和文具分类信息在逻辑上具有线性的关系，因此可以使用线性表来解决这个问题。由于文具信息变动较大，应该使用链式存储结构 来进行表示和实现。而文具分类信息变动不大，可以使用顺序存储结构 进行表示和实现。

表1 文具信息

|------|------|------|
| 文具名称 | 文具类别 | 文具数量 |
| 钢笔 | 1 | 400 |
| 日记本 | 2 | 2000 |
| 计算器 | 3 | 50 |

表2 文具分类信息

|-------|-------|
| 文具类别号 | 文具类别名 |
| 1 | 文具 |
| 2 | 纸张 |
| 3 | 工具 |

++程序简介：++

本程序包含两个模块

1.数据结构的设计

typedef struct //定义文具分类信息 结构，代表一个结点

{

int TypeNumber; //文件类别号

char TypeName[10]; //文具类别名

}Type;

typedef struct //定义文具分类顺序表

{

Type *elem;

int length;

}sqList;

typedef struct //文具信息 结构

{

int TypeNumber; //文件类别号

char StockName[10];//文具名称

int amount;//文具数量

}StockType;

typedef struct Lnode //文具信息链表数据类型

{

StockType data;

struct Lnode *next;

}Lnode,*Linklist;

主程序模块

int main( )

{

CreatTypeList(L); //创建文具分类顺序表

CreatList_R(h); //用尾插法建立文具信息链表 ；

while(1)

{

cout<<"文具店货品管理系统"<<endl;

cout<<"**********主菜单**********"<<endl;

cout<<" (1)文具入库"<<endl;

cout<<" (2)文具出库"<<endl;

cout<<" (3)查询文具信息"<<endl;

cout<<" (4)显示文具信息"<<endl;

cout<<" (5)添加新文具类别"<<endl;

cout<<" (0)退出系统"<<endl;

cout<<"请选择(1,2,3,4,5,0):";

cin>>choice;

if(choice<0||choice>5)

continue;

switch(choice)

{

case 1:

AddStock(h);

break;

case 2:

RemoveStock(h);

break;

case 3:

QueryStock(h);

break;

case 4:

DisplayStock(h);

break;

case 5:

AddType(L);

break;

case 0:

exit(0);

default:

break;

}

}

system("pause");

return 0;

}

2.各个函数功能

int CreatTypeList(sqList &L) //创建文具分类顺序表

void CreatList_R(Linklist &h) //尾插法建立文具链表

int AddStock(Linklist &h) //文具入库，如果该文具存在，则修改其数量，如果该文具不存在，则插入到文具链表中。

int RemoveStock(Linklist &h) //文具出库，如果出库数量大于库存数量，则从链表中删除该文具，否则只修改文具数量。

void QueryStock(Linklist h) //查询文具信息根据文具类别号输出

void DisplayStock(Linklist h) //显示文具信息

int AddType(sqList &L) //添加新文具类别

系统界面显示效果

实验要求：

  • 完善给出的程序框架Test1.cpp，使之能够实现基本的功能。
  • 添加文具类别显示查询出库入库添加排序的功能int SortStock(Linklist &h)，要求能够根据文具类别号对文具进行排序。

实验代码：

cpp 复制代码 
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <iostream>
#include <string.h>
using namespace std;
#define MAX_TYPE 100

typedef struct Type
{
    int TypeNumber;
    char TypeName[10];
} Type;

typedef struct
{
    Type *elem;
    int length;
	int maxSize;
} sqList;

typedef struct StockType
{
    int TypeNumber;
    char StockName[10];
    int amount;
}StockType;

typedef struct Lnode
{
    StockType data;
    struct Lnode *next;
} Lnode, *Linklist;

void CreatTypeList(sqList &L,int max)
{
    L.length = max;
}

void CreatList_R(Linklist &h)
{
    // 初始化链表头指针为空
    h = NULL;
}

// 文具入库
int AddStock(Linklist &h, int typeNumber, const char *stockName, int amount)
{
    Linklist p = h, q;
    while (p != NULL)
	{
        if (p->data.TypeNumber == typeNumber && strcmp(p->data.StockName, stockName) == 0)
		{
            p->data.amount += amount;
            return 1;
        }
        q = p;
        p = p->next;
    }
    Linklist newNode = new Lnode;
    newNode->data.TypeNumber = typeNumber;
    strcpy(newNode->data.StockName, stockName);
    newNode->data.amount = amount;
    newNode->next = NULL;
    if (h == NULL)
	{
        h = newNode;
    }
	else
	{
        q->next = newNode;
    }
    return 1;
}

// 文具出库
int RemoveStock(Linklist &h, int typeNumber, const char *stockName, int amount) {
    Linklist p = h, q;
    while (p != NULL)
	{
        if (p->data.TypeNumber == typeNumber && strcmp(p->data.StockName, stockName) == 0)
		{
            if (p->data.amount >= amount)
			{
                p->data.amount -= amount;
                if (p->data.amount == 0)
				{
                    if (p == h)
					{
                        h = p->next;
                    }
					else
					{
                        q->next = p->next;
                    }
                    delete p;
                }
                return 1;
            }
			else
			{
                return 0;
            }
        }
        q = p;
        p = p->next;
    }
    return 0;
}

// 查询文具信息
void QueryStock(Linklist h, int typeNumber)
{
    Linklist p = h;
    while (p != NULL)
	{
        if (p->data.TypeNumber == typeNumber)
		{
            cout << "文具名称：" << p->data.StockName << "，数量：" << p->data.amount << endl;
        }
        p = p->next;
    }
}

// 显示文具信息
void DisplayStock(Linklist h)
{
    Linklist p = h;
    while (p != NULL)
	{
        cout << "文具类别号：" << p->data.TypeNumber << "，文具名称：" << p->data.StockName << "，数量：" << p->data.amount << endl;
        p = p->next;
    }
}

// 添加新文具类别
int AddType(sqList &L, int typeNumber, const char *typeName)
{
    if (L.length >= L.maxSize)
    {
        return 0;
    }
    for (int i = 0; i < L.length; i++)
	{
        if (L.elem[i].TypeNumber == typeNumber)
		{
            return 0;
        }
    }
    L.elem[L.length].TypeNumber = typeNumber;
    strcpy(L.elem[L.length].TypeName, typeName);
    L.length++;
    return 1;
}
// 根据文具类别号对文具进行排序
void SortStock(Linklist &h)
{
    if (h == NULL || h->next == NULL)
        return;
    Linklist p, q;
    for (p = h; p->next != NULL; p = p->next)
    {
        for (q = p->next; q != NULL; q = q->next)
        {
            if (p->data.TypeNumber > q->data.TypeNumber)
            {
                StockType temp = p->data;
                p->data = q->data;
                q->data = temp;
            }
        }
    }
}
void DisplayTypeList(sqList &L)
{
    for (int i = 0; i < L.length; i++)
    {
        cout << "文具类别号：" << L.elem[i].TypeNumber << "，文具类别名称：" << L.elem[i].TypeName << endl;
    }
}
int main()
{
    sqList L;
    Linklist h;
    CreatTypeList(L, MAX_TYPE); // 创建文具分类顺序表
    CreatList_R(h);   // 用尾插法建立文具信息链表；
    int choice;
    while (1)
	{
        cout << "文具店货品管理系统" << endl;
        cout << "**********主菜单**********" << endl;
        cout << "     (1)文具入库" << endl;
        cout << "     (2)文具出库" << endl;
        cout << "     (3)查询文具信息" << endl;
        cout << "     (4)显示文具信息" << endl;
        cout << "     (5)添加新文具类别" << endl;
        cout << "     (6)排序" << endl;
		cout << "     (7)显示文具类别信息" << endl;
        cout << "     (0)退出系统" << endl;
        cout << "请选择(1,2,3,4,5,6,7,0):";
        cin >> choice;
        if (choice < 0 || choice > 6)
            continue;
        switch (choice)
		{
        case 1:
		{
            int typeNumber, amount;
            char stockName[10];
            cout << "请输入文具类别号：";
            cin >> typeNumber;
            cout << "请输入文具名称：";
            cin >> stockName;
            cout << "请输入文具数量：";
            cin >> amount;
            if(AddStock(h, typeNumber, stockName, amount))
			{
				cout<<"文具入库成功"<<endl;
			}
            break;
        }
        case 2:
		{
            int typeNumber, amount;
            char stockName[10];
            cout << "请输入文具类别号：";
            cin >> typeNumber;
            cout << "请输入文具名称：";
            cin >> stockName;
            cout << "请输入文具数量：";
            cin >> amount;
            if(RemoveStock(h, typeNumber, stockName, amount))
			{
				cout<<"出库成功"<<endl;
			}
			else
			{
				cout<<"出库失败"<<endl;
			}
            break;
        }
        case 3:
		{
            int typeNumber;
            cout << "请输入文具类别号：";
            cin >> typeNumber;
            QueryStock(h, typeNumber);
            break;
        }
        case 4:
		{
            DisplayStock(h);
            break;
        }
        case 5:
		{
            int typeNumber;
            char typeName[10];
            cout << "请输入文具类别号：";
            cin >> typeNumber;
            cout << "请输入文具类别名称：";
            cin >> typeName;
            AddType(L, typeNumber, typeName);
            break;
        }
        case 6:
		{
            SortStock(h);
            break;
        }
		case 7:
		{
			DisplayTypeList(L);
			break;
		}
        case 0:
		{
            exit(0);
            break;
        }
        default:
		{
            break;
        }
        }
    }
    system("pause");
    return 0;
}

题目二：单循环链表Josephus问题

一、实验目的

  1. 学会选择合适的数据结构来解决实际问题
  2. 学会如何创建一个单循环链表
  3. 在单循环链表中如何进行查找
  4. 在单循环链表中如何进行删除

二 、实验内容

设有n个人围坐在一个圆桌周围，现从第s个人开始报数，数到第m个的人出列，然后从出列的下一个人重新开始报数，数到第m的人又出列，...... 如此反复直到所有的人全部出列为止。对于任意给定的n、s和m，求出按出列次序得到的n个人员的序列（要求用链表加以实现）。

三、实验步骤

  1. 创建由n个结点组成的不带头结点的Josephus循环单链表
  2. 找循环链表中的第s个结点
  3. 求第m个应出列的元素删除它

四、实验要求

  1. 绘制流程图描述算法。
  2. 使用"截图加文字方式"描述算法的实现和测试结果：包括算法运行时的输入、输出，实验中出现的问题及解决办法等。

五、实验代码

cpp 复制代码 
#include<iostream>
using namespace std;
#include <stdlib.h>

typedef struct Node
{
	int data;
	struct Node* next;
}Node;

void Josephus(int n,int s,int m)
{
	Node *head = NULL;
	head = (Node*)malloc(sizeof(Node));
	if(head==NULL)
	{
		return;
	}
	Node *p=NULL,*a=NULL;
	head->data=1;
	head->next=NULL;
    p=head;
	for(int i=2;i<=n;i++)
	{
		a=(Node*)malloc(sizeof(Node)); 
		a->data=i;
		a->next=NULL;
		p->next=a;
		p=a;
	}
	p->next=head;
	p=head;
	for(int i=1;i<s;i++)
	{
		p=p->next;
	}
	while(p->next!= p)
	{
		for(int i=1;i<m;i++)
		{
			a=p;
			p=p->next;
		}
		cout<<p->data<<" ";
		a->next=p->next;
		p=p->next;
	} 
	cout<<p->data<<endl; 
}
int main()
{
	int n, s, m;
    cout<<"输入总人数n、第s个人开始报数和报数间隔m：";
    cin>>n>>s>>m;
    cout<<"按出列次序得到的人员序列为：";
    Josephus(n, s, m);
	return 0;
}

六、思考题

如何用顺序表解决josephus问题？

代码如下：

cpp 复制代码 
#include<iostream>
using namespace std;

void Josephus(int n, int s, int m)
{
    int *arr = new int[n];
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        arr[i] = i + 1;
    }

    int count = 0;
    int index = s - 1;
    while (count < n - 1)
    {
        index = (index + m - 1) % (n - count);
        cout << arr[index] << " ";
        for (int i = index; i < n - count - 1; i++)
        {
            arr[i] = arr[i + 1];
        }
        count++;
    }
    cout << arr[0] << endl;
    delete[] arr;
}

int main()
{
    int n, s, m;
    cout << "输入总人数n、第s个人开始报数和报数间隔m：";
    cin >> n >> s >> m;
    cout << "按出列次序得到的人员序列为：";
    Josephus(n, s, m);
    return 0;
}
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