广义表的应用.doc

软件综合课程设计 广义表的应用图书借阅管理系统 二一四 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a10，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ai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。mainCreateGList choosePrintGListLocateGListHeadGListTailTraverselistGListDepth四、详细设计1.菜单函数4int choose() int sn;cout-endl;cout 广义表的应用 endl;cout 1.广义表输出 2.结点的查找 endl;cout 3.广义表表头 4.广义表表尾 endl;cout 5.广义表逆置 6.广义表深度 endl;cout 0.退出系统 endl;cout-endl; cout请输入代码06：sn;if( sn 6)coutendl输入错误，重选06：endl;elsebreak;return sn;2.主函数int main()GList *L; char ch;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()case 1:cout输出广义表：;PrintGList(L);coutendl;break;case 2:coutch;Locate(L, ch);coutendl;break;case 3:cout广义表取表头：;GListHead(L);coutendl;break;case 4:cout广义表取表尾：;cout(;GListTail(L);cout)endl;break;case 5:printf(广义表的逆表：);TraverseList(L);coutendl;break;case 6:cout广义表的深度为：;couthp)endl;break;case 0:cout退出！ch;/输入数据if(ch = #) /如果输入的是#表示为空*L = NULL;else if(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LISTCreateGList(&(*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ai=ch; /不能写成ai=(*L)-atom;i+;cinch; /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); else if(ch = ) /如果是右括号就结束 (*L)-next =NULL;4.广义表输出函数PrintGList（）void PrintGList(GList *L) /输出广义表if(L-tag = 1) /广义表标志量为LIST couthp = NULL) /表头指针为空couthp); /递归打印子表 cout); /结束打印右括号else /标志量为ATOMcoutatom; /输出此元素 if(L-next !=NULL) coutnext); /调用此函数，输出广义表下一个元素5. 广义表查找函数Locate（）void Locate(GList *L,char ch) /广义表查找int j;cinch; /输入要查找关键字for (j=0;j=i;j+)/用for循环查找if(aj=ch) /如果找到cout查找成功，位置为:j+1i)cout查找失败,元素不存在此广义表中!hp; /p指向广义表表头PrintGListHead(p); /调用表头输出函数7.广义表取表尾函数void GListTail(GList *L)/广义表取表尾GList *p,*q;q=L-hp;/q指向广义表表头p=q-next;/p指向广义表表尾PrintGList(p); 8.广义表逆置函数TraverseList()void TraverseList(GList *L) /广义表逆置 cout(; GListTail(L); /调用取表尾函数 cout,; GListHead(L); /调用取表头函数coutnext) /max初值为0，元素地址不为空if(L-tag = 1) /元素标志量为LISTdep = GListDepth(L-hp); /求以L-hp的子表深度if(dep max)max = dep; return max + 1; /各元素的深度的最大值加一五、程序代码#include using namespace std;typedef enumATOM, LISTElemTag; /ATOM=0:原子,LIST=1:子表typedef struct GLNode /广义表结构类型int tag; /标志域,区分原子和表结点union /原子结点和表结点的联合部分char atom; /原子结点的值域 struct GLNode *hp; /表结点表头指针;struct GLNode *next;/下一个元素结点GList;int i=0; /定义变量i，用来作数组下标 int a10; /定义数组用来存储广义表中的关键字void CreateGList(GList *L)/创建广义表函数 char ch;cinch; /输入数据if(ch = #) /如果输入的是#表示为空*L = NULL;else if(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LISTCreateGList(&(*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ai=ch; /不能写成ai=(*L)-atom;i+;cinch; /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;void PrintGList(GList *L) /输出广义表if(L-tag=1) /广义表标志量为LIST couthp = NULL) /表头指针为空couthp); /递归打印子表 cout); /结束打印右括号else /标志量为ATOMcoutatom; /输出此元素 if(L-next !=NULL) coutnext); /调用此函数，输出广义表下一个元素int GListDepth(GList *L) /求广义表深度int max, dep;if(!L)/广义表存在return 1;for(max = 0; L; L = L-next) /max初值为0，元素地址不为空if(L-tag = 1) /元素标志量为LISTdep = GListDepth(L-hp); /求以L-hp的子表深度if(dep max)max = dep; return max + 1; /各元素的深度的最大值加一void PrintGListHead(GList *L) /打印广义表表头函数 if(L-tag = 1 ) /子表 couthp = NULL) /如果表头为空couthp); /递归打印子表cout); /结束打印右括号else /原子coutatom;void GListHead(GList *L) /广义表取表头GList *p;p=L-hp; /p指向广义表表头PrintGListHead(p); /调用表头输出函数void GListTail(GList *L)/广义表取表尾GList *p,*q;q=L-hp;/q指向广义表表头p=q-next;/p指向广义表表尾PrintGList(p); void TraverseList(GList *L) /广义表逆置 cout(; GListTail(L);/调用取表尾函数 cout,; GListHead(L); /调用取表头函数cout);void Locate(GList *L,char ch) /广义表查找int j;for (j=0;j=i;j+)/用for循环查找if(aj=ch) /如果找到cout查找成功，位置为:j+1i)cout查找失败,元素不存在此广义表中!endl;int choose() int sn;cout-endl;cout 广义表的应用 endl;cout 1.广义表输出 2.结点的查找 endl;cout 3.广义表表头 4.广义表表尾 endl;cout 5.广义表逆置 6.广义表深度 endl;cout 0.退出系统 endl;cout-endl; cout请输入代码06：sn;if( sn 6)coutendl输入错误，重选06：endl;elsebreak;return sn; int main()GList *L; char ch;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()case 1:cout输出广义表：;PrintGList(L);coutendl;break;case 2:coutch;Locate(L, ch);coutendl;break;case 3:cout广义表取表头：;GListHead(L);coutendl;break;case 4:cout广义表取表尾：;cout(;GListTail(L);cout)endl;break;case 5:printf(广义表的逆表：);TraverseList(L);coutendl;break;case 6:cout广义表的深度为：;couthp)endl;break;case 0:cout退出！next=NULL;while(fread(p1,sizeof(Book),1,fpb1)=1)if(H-next=NULL)H-next=p1;s1=p1;elses1-next=p1;s1=p1;p1=(Book *)malloc(sizeof(Book);if(!p1) exit(1);p1-next=NULL;fpm1=fopen(member.txt,rb); /读方式打开会员文件if(fpm1!=NULL)q1=(Member *)malloc(sizeof(Member);if(!q1) exit(1);q1-next=NULL;while(fread(q1,sizeof(Member),1,fpm1)=1)if(L-next=NULL)L-next=q1;s2=q1;elses2-next=q1;s2=q1;q1=(Member *)malloc(sizeof(Member);if(!q1) exit(1);q1-next=NULL;int m,n;while(m!=0)cout 欢迎进入图书借阅管理系统 endl;cout *endl;cout 1.图书管理 endl;cout 2.会员管理 endl;cout 0.退出系统 endl;cout*endl;coutm;cout=endl;coutendl;if(m=1)cout 图书管理 endl;cout*endl;cout 1.增加图书 3.删除图书 endl;cout 2.查询图书 4.图书借阅 endl;cout 0.退 出 endl;cout *endl;coutn;cout=endl;switch(n)case 1:BookAdd(H); break; /增加图书case 2:BookSearch(H); break; /查询图书case 3:BookDel(H); break; /删除图书case 4:BookBorrow(H,L); break; /图书借阅case 0:break; /退出图书管理，返回上一层菜单else if(m=2)cout 会员管理 endl;cout *endl;cout 1.增加会员 3.删除会员 endl;cout 2.查询会员 4.借书信息 endl;cout 0.退 出 endl;cout *endl;coutn;cout=endl;switch(n)case 1:MemberAdd(L); break; /增加会员case 2:MemberSearch(L); break; /查询会员case 3:MemberDel(L); break; /删除会员case 4:BorrowInfo(L); break; /借书信息case 0:break; /退出会员管理，返回上一层菜单else if(m=0)coutendl退出系统next;p2!=NULL;p2=p2-next)fwrite(p2,sizeof(Book),1,fpb2);fclose(fpb2);fpm2=fopen(member.txt,wb);for(q2=L-next;q2!=NULL;q2=q2-next)fwrite(q2,sizeof(Member),1,fpm2);fclose(fpm2);exit(0);2. 图书管理（1）增加图书int BookAdd(BookList &H)/建立一个带头结点的链表用来存储图书信息int i=0;/统计要增加的图书量Book *p,*q;p=(Book *)malloc(sizeof(Book);if(!p) exit(1);if(H-next=NULL)coutp-num;if(p-num=0)/退出增加图书cout 共计i本图书入库！endl;cout=endl;return 1;coutp-name;p-yes=1;/1表示没有借出p-next=NULL;H-next=p;q=p;+i;coutnext!=NULL)q=q-next;p-num=1; /进入循环的条件p-next=NULL;while(p-num!=0)/以图书编号作为判断链表是否结束p=(Book *)malloc(sizeof(Book);if(!p) exit(1);coutp-num;if(p-num=0) /退出增加图书cout 共计i本图书入库!endl;cout=endl;break;coutp-name;p-yes=1; /1表示没有借出p-next=NULL;q-next=p;q=p;+i;coutnext;char n80;int flag=0;coutn;for(;p!=NULL;p=p-next)if(strcmp(p-name,n)=0)if(flag=0)coutendl编号setw(12) 书名 setw(15)是否借出endl;coutnumsetw(15)nameyes=1)coutsetw(15)未借endl;elsecoutsetw(15)已借endl;flag=1;continue;cout=endl;if(p=NULL&flag=0)cout 没有相关信息！endl;cout=next=NULL;return H;按编号查询int Search_BookNum(BookList &H) /按编号查询Book *p;p=H-next;long n;int flag=0;coutn;for(;p!=NULL;p=p-next)if(n=p-num)if(flag=0)coutendl编号setw(12) 书名 setw(15)是否借出endl;coutnumsetw(15)nameyes=1)coutsetw(15)未借endl;elsecoutsetw(15)已借endl;flag=1;continue;cout=endl;if(p=NULL&flag=0)cout 没有相关信息endl;cout=next;int i=0,flag=0;for(;p!=NULL;p=p-next)if(flag=0)coutendl编号setw(12) 书名 setw(15)是否借出endl;coutnumsetw(15)nameyes=1)coutsetw(15)未借endl;elsecoutsetw(15)已借endl;flag=1;i+;cout 共计i本书。endl;cout=endl;return 1;（3）删除图书int BookDel(BookList &H) /以图书编号作为主键进行删除Book *p;long n;int flag=0;p=H;coutn;for(;p!=NULL;p=p-next)if(p-next!=NULL&p-next-num=n)if(p-next-yes=0)coutERROR!当前图书被借出，不能删除！endl;cout=next=p-next-next; /删除语句cout 成功删除！endl;cout=endl;flag=1; /成功删除标记break;if(p=NULL&flag=0)cout 删除不成功！endl; /已经被删除或没有这本书cout=endl;return 1;（4）图书借阅int BookBorrow(BookList &H,MemberList &