数据结构课程设计_集合的并、交和差运算
数据结构课程设计
学院：信息科学与工程学院
专业：计算机科学与技术
班级：
学号：
学生姓名：
指导教师：
2009 年12 月25 日
一、实验内容
实验题目：编制一个演示集合的并、交和差运算的程序。
需求分析：
1、本演示程序中，集合的元素限定为小写字母字符[“a”…”z”]。集合输入的形
式为一个以“回车符“为结束标志的字符串，串中字符顺序不限。
2、演示程序以用户和计算机的对话方式执行，即在计算机终端上显示“提示信
息“之后，由用户在键盘上输入演示程序中规定的运算命令；相应的输入数据和运算结果显示在其后。
3、程序执行的命令包括：
1）构造集合1；2）构造在集合2；3）求并集；4）求交集；5)求差集；6）返回；7）结束。“构造集合1”和“构造集合2”时，需以字符的形式键入集合元素。
二、数据结构设计
为了实现上述程序的功能，应以有序链表表示集合。为此，需要两个抽象数据类型：有序表和集合。
1、有序表的抽象数据类型定义为：
readdata(pointer head)
初始条件：head是以head为头节点的空链表。
操作结果：生成以head为头节点的非空链表。
pop(pointer head)
初始条件：head是以head为头节点的非空链表。
操作结果：将以head为头节点的链表中数据逐个输出。
2、集合的抽象数据类型定义为：
and(pointer head1,pointer head2,pointer head3)
初始条件：链表head1、head2、head3已存在
操作结果：生成一个由head1和head2的并集构成的集合head3。
or(pointer head1,pointer head2,pointer head3)
初始条件：链表head1、head2、head3已存在
操作结果：生成一个由head1和head2的交集构成的集合head3。
differ(pointer head1,pointer head2,pointer head3)
初始条件：链表head1、head2、head3已存在
操作结果：生成一个由head1和head2的差集构成的集合head3。
3、本程序抱含四个模块：
1）节点结构单元模块——定义有序表的节点结构；
2）有序表单元模块——实现有序表的抽象数据类型；
3）集合单元模块——实现集合获得抽象数据类型；
4）主程序模块：
Void main（）{
初始化；
do{
接受命令；
处理命令；
}while（“命令”!=“退出”）；
}
三、算法设计
#include
#include
typedef struct LNode//定义结构体类型指针
{
char data;
struct LNode*next;
}*pointer;
void readdata(pointer head)//定义输入集合函数
{
pointer p;
char tmp;
scanf("%c",&tmp);
while(tmp!='\n')
{
p=(pointer)malloc(sizeof(struct LNode));
p->data=tmp;
p->next=head->next;
head->next=p;
scanf("%c",&tmp);
}
}
void pop(pointer head)//定义输出集合函数
{
pointer p;
p=head->next;
while(p!=NULL)
{
printf("%c",p->data);
p=p->next;
}
printf("\n");
}
void and(pointer head1,pointer head2,pointer head3)//定义集合的并集函数{
pointer p1,p2,p3;
p1=head1->next;
while(p1!=NULL)
{
p3=(pointer)malloc(sizeof(struct LNode));
p3->data=p1->data;
p3->next=head3->next;
head3->next=p3;
p1=p1->next;
}
p2=head2->next;
while(p2!=NULL)
{
p1=head1->next;
while((p1!=NULL)&&(p1->data!=p2->data))
p1=p1->next;
if (p1==NULL)
{
p3=(pointer)malloc(sizeof(struct LNode));
p3->data=p2->data;
p3->next=head3->next;
head3->next=p3;
}
p2=p2->next;
}
}
void or(pointer head1,pointer head2,pointer head3)//定义集合的交集函数{
pointer p1,p2,p3;
p1=head1->next;
while(p1!=NULL)
{
p2=head2->next;
while((p2!=NULL)&&(p2->data!=p1->data))
p2=p2->next;
if((p2!=NULL)&&(p2->data==p1->data))
{
p3=(pointer)malloc(sizeof(struct LNode));
p3->data=p1->data;
p3->next=head3->next;
head3->next=p3;
}
p1=p1->next;
}
}
void differ(pointer head1,pointer head2,pointer head3)//定义集合的差集函数{
pointer p1,p2,p3;
p1=head1->next;
while(p1!=NULL)
{
p2=head2->next;
while((p2!=NULL)&&(p2->data!=p1->data))
p2=p2->next;
if(p2==NULL)
{
p3=(pointer)malloc(sizeof(struct LNode));
p3->data=p1->data;
p3->next=head3->next;
head3->next=p3;
}
p1=p1->next;
}
}
void main()//主函数
{
int x;
printf("(输入数据,按回车键结束,第一个集合大于第二个集合)\n");
pointer head1,head2,head3;
head1=(pointer)malloc(sizeof(struct LNode));
head1->next=NULL;
head2=(pointer)malloc(sizeof(struct LNode));
head2->next=NULL;
head3=(pointer)malloc(sizeof(struct LNode));
head3->next=NULL;
printf("请输入集合1：\n");
readdata(head1);//调用输入集合函数
printf("请输入集合2：\n");
readdata(head2);//调用输入集合函数
A:printf("1.并集 2.交集 3.差集 4.结束x.重新运算\n");
do{
printf("请选择序号\n");
scanf("%d",&x);
switch(x)
{
case 1:
printf("两集合的并是\n");
and(head1,head2,head3);//调用并集函数
pop(head3);
head3->next=NULL;
break;
case 2:
printf("两集合的交是\n");
or(head1,head2,head3);//调用交集函数
pop(head3);
head3->next=NULL;
break;
case 3:
printf("两集合的差是\n");
differ(head1,head2,head3);//调用差集函数
pop(head3);
head3->next=NULL;
break;
case 4:break;
default:goto A;
}
}while(x!=4);
}
四、测试数据及程序运行情况
运行时提示输入：
输入集合1：asd
输入集合2：asf
根据提示输入运算类型：1.并集 2.交集 3.差集 4.结束x.重新运算
输入1，输出”fasd”
输入2，输出”as”
输入3，输出”d”
输入4，输出”press any key to continue”(结束)
输入其他数，输出” 1.并集 2.交集 3.差集 4.结束x.重新运算”(重新选择运
算类型)
下面是运行时的界面(附图):
五、实验过程中出现的问题及解决方法
1、由于对集合的三种运算的算法推敲不足，在链表类型及其尾指针的设置时出现错误，导致程序低效。
2、刚开始时曾忽略了一些变量参数的标识”&”，使调试程序浪费时间不少。今后应重视确定参数的变量和赋值属性的区分和标识。
3、开始时输入集合后，程序只能进行一次运算，后来加入switch语句,成功解决了这一难题。
4、该算法并不能排除重复输入相同字符的情况，也不能自动滤去非法字符(如空格、阿拉伯数字等)。
5、本程序的模块划分比较合理，且尽可能的将指针的操作封装在节点和链表的两个模块中，致使集合模块的调试比较顺利。
6、本实习作业采用数据抽象的程序设计方案，将程序化分为四个层次结构，使得设计时思路清晰，实现时调试顺利，各模块具有较好的可用性，确实得到了一次良好的程序设计训练。