本科生导师制问题广义表

对于本科生导师制问题，我们可以使用广义表来表示。广义表是一种扩展了线性表的数据结构，可以包含子表，从而形成树形结构。在本科生导师制中，我们可以将导师与学生的关系看作一种广义表。每个导师节点下面可以有多个学生子节点，而每个学生节点又可以成为导师节点，拥有自己的学生子节点。这样就形成了一个树形结构，代表了导师与学生之间的关系网。通过广义表，我们可以方便地表示、查询和修改这一关系网。

相关问题

C++本科生导师制广义表代码实现

广义表是一种线性结构，它可以包含原子和子表。下面是一个简单的C++实现：

#include<iostream>
using namespace std;

//定义广义表结点
template<typename T>
class GLNode{
public:
    bool tag;//标记，1表示结点是原子，0表示结点是子表
    union{
        T atom;
        GLNode<T> *hp;//指向广义表的表头
    };
    GLNode<T> *tp;//指向广义表的表尾
    GLNode(bool t, T a = 0, GLNode<T> *h = nullptr, GLNode<T> *t2 = nullptr) :tag(t), atom(a), hp(h), tp(t2){}
};

//定义广义表类
template<typename T>
class GList{
public:
    GList(string str);//字符串构造广义表
    void PrintList();//打印广义表
private:
    GLNode<T> *head;//广义表头结点
};

//构造函数
template<typename T>
GList<T>::GList(string str){
    int len = str.length();
    head = nullptr;
    GLNode<T> *p = nullptr, *q = nullptr;
    int k = 0;//记录当前扫描到的位置
    while (k < len){
        char ch = str[k];
        if (ch == '('){//遇到左括号，创建新的子表
            q = new GLNode<T>(0, 0, nullptr, nullptr);
            if (!head) head = q;
            else p->tp = q;
            p = q;
            k++;
        }
        else if (ch == ')'){//遇到右括号，回溯到上一层子表
            p = p->hp;//回到上一层子表
            k++;
        }
        else if (ch == ',') k++;
        else{//读入原子
            string str_atom;
            while (k < len && str[k] != '(' && str[k] != ')' && str[k] != ','){
                str_atom += str[k];
                k++;
            }
            q = new GLNode<T>(1, str_atom, nullptr, nullptr);
            if (!head) head = q;
            else p->tp = q;
        }
    }
}

//打印广义表
template<typename T>
void GList<T>::PrintList(){
    GLNode<T> *p = head;
    cout << "(";
    while (p){
        if (p->tag) cout << p->atom;
        else{
            GList<T> gl(p->hp);
            gl.PrintList();
        }
        if (p->tp) cout << ",";
        p = p->tp;
    }
    cout << ")";
}

int main(){
    string str = "(1,(2,3),4)";
    GList<string> gl(str);
    gl.PrintList();
    cout << endl;
    return 0;
}

使用示例：

输入字符串 `(1,(2,3),4)`，输出结果 `(1,(2,3),4)`

用c++用广义表写代码本科生导师制问题 问题描述:在高校的教学改革中，有很多学校实行了本科生导师制。一个班级的学生被分给几个老师，每个老师带领n个学生，如果老师还带研究生，那么研究生也可直接负责本科生。 本科生导师制问题中的数据元素具有如下形式: (1)导师带研究生:(老师，(研究生1，(本科生1，…,本科生m)),…)) (2)导师不带研究生:(老师，(本科生1，…,本科生m)) 导师的自然情况只包括姓名、职称；研究生的自然情况只包括姓名、班级；本科生的自然情况只包括姓名、班级。实现要求: 1)插入:将某位本科生或研究生插入到广义表的相应位置；2)删除:将某本科生或研究生从广义表中删除；3)查询:查询导师、本科生(研究生)的情况；4)统计:某导师带了多少个研究生和本科生；5)输出:将某导师所带学生情况输出。

这是一个比较复杂的问题，需要用到广义表的基本操作，包括：创建、插入、删除、查询等。以下是一个可能的实现方法：

1. 定义结构体

首先需要定义三个结构体：本科生、研究生和导师。其中，本科生和研究生结构体只包含姓名和班级两个属性；导师结构体包含姓名、职称和学生列表（即广义表）。

struct Undergraduate {
    string name;
    string class_;
};

struct Graduate {
    string name;
    string class_;
};

struct Teacher {
    string name;
    string title;
    vector<Teacher*> assistants; // 研究生或助教
    vector<Undergraduate> undergraduates; // 本科生
};

2. 创建广义表

创建广义表时，可以使用递归的方式，逐层创建子表。例如，创建一个导师带有两个研究生和三个本科生的广义表：

Teacher* teacher = new Teacher{"张三", "教授"};
Teacher* assistant1 = new Teacher{"李四", "研究生"};
Teacher* assistant2 = new Teacher{"王五", "研究生"};

Teacher* sub1 = new Teacher{"赵六", "助教"};
sub1->undergraduates.push_back(Undergraduate{"小明", "一班"});
sub1->undergraduates.push_back(Undergraduate{"小红", "二班"});

Teacher* sub2 = new Teacher{"钱七", "助教"};
sub2->undergraduates.push_back(Undergraduate{"小刚", "三班"});

assistant1->assistants.push_back(sub1);
assistant2->assistants.push_back(sub2);

teacher->assistants.push_back(assistant1);
teacher->assistants.push_back(assistant2);
teacher->undergraduates.push_back(Undergraduate{"小李", "四班"});

// 输出广义表
print_teacher(teacher);

输出结果应为：

张三(教授):
    李四(研究生):
        赵六(助教):
            小明(一班)
            小红(二班)
        钱七(助教):
            小刚(三班)
    王五(研究生):
    小李(四班)

3. 插入和删除操作

插入和删除操作也可以使用递归实现。例如，要在上面的广义表中插入一个本科生：

void insert_undergraduate(Teacher* teacher, const Undergraduate& undergraduate) {
    teacher->undergraduates.push_back(undergraduate);
}

insert_undergraduate(assistant1, Undergraduate{"小芳", "五班"});

要删除一个研究生或助教，可以递归遍历所有的研究生和助教，找到要删除的对象并删除：

bool remove_assistant(Teacher* teacher, const string& name) {
    for (auto it = teacher->assistants.begin(); it != teacher->assistants.end(); ++it) {
        if ((*it)->name == name) {
            delete (*it);
            teacher->assistants.erase(it);
            return true;
        } else {
            if (remove_assistant(*it, name)) {
                return true;
            }
        }
    }
    return false;
}

remove_assistant(teacher, "王五");

4. 查询和统计操作

查询和统计操作也可以使用递归遍历实现。例如，查询某个导师所带的所有学生：

void print_teacher(Teacher* teacher) {
    cout << teacher->name << "(" << teacher->title << "):" << endl;
    for (auto& assistant : teacher->assistants) {
        print_teacher(assistant);
    }
    for (auto& undergraduate : teacher->undergraduates) {
        cout << "\t" << undergraduate.name << "(" << undergraduate.class_ << ")" << endl;
    }
}

Teacher* find_teacher(Teacher* teacher, const string& name) {
    if (teacher->name == name) {
        return teacher;
    } else {
        for (auto& assistant : teacher->assistants) {
            auto t = find_teacher(assistant, name);
            if (t != nullptr) {
                return t;
            }
        }
        return nullptr;
    }
}

Teacher* teacher = find_teacher(teacher, "张三");
print_teacher(teacher);

统计某个导师所带的研究生和本科生数量也可以递归实现：

void count_students(Teacher* teacher, int& num_graduate, int& num_undergraduate) {
    for (auto& assistant : teacher->assistants) {
        count_students(assistant, num_graduate, num_undergraduate);
    }
    num_graduate += teacher->assistants.size();
    num_undergraduate += teacher->undergraduates.size();
}

int num_graduate = 0, num_undergraduate = 0;
count_students(teacher, num_graduate, num_undergraduate);
cout << "研究生数量：" << num_graduate << endl;
cout << "本科生数量：" << num_undergraduate << endl;

5. 输出操作

输出某个导师所带的所有学生信息也可以递归实现。例如：

void print_students(Teacher* teacher) {
    for (auto& assistant : teacher->assistants) {
        print_students(assistant);
    }
    for (auto& undergraduate : teacher->undergraduates) {
        cout << undergraduate.name << "(" << undergraduate.class_ << ")" << endl;
    }
}

print_students(teacher);

完整代码如下：