链表实现与迭代器应用：从创建到合并

本实验报告由武学伟同学于2017级2班完成，学号201700130033，针对山东大学计算机科学与技术学院的数据结构与算法课程进行了实践。实验主题为“链式描述线性表”，旨在深入理解线性表结构，特别是链式存储结构和链表的实现。 实验内容包括以下几个部分： 1. 链表基础：学生需掌握如何创建线性表类，采用单链表作为其存储结构。该类需要实现基本操作，如自表首插入元素、删除指定元素、搜索元素是否存在以及输出链表内容。这些操作涉及到对链表节点的管理，包括对节点的插入、删除和查找等，这些都是链式存储结构的核心。 2. 链表迭代器：实验要求学生设计并实现链表迭代器，以便用于链表的操作。链表迭代器可以简化对链表元素的访问，提高代码的可读性和可维护性。通过链表迭代器，可以实现链表的反序输出，这需要对链表的头和尾进行递归处理。 3. 链表操作：实验设计了具体操作，如输入一系列整数建立链表，然后查找特定元素（如0和6），删除特定元素（如-1和2），以及对链表进行反序输出。此外，还涉及链表的合并，通过合并两个已排序的链表，输出合并后的链表内容。 数据结构与算法描述： - 数据结构：主要使用的是链表数据结构，它是一种动态数组，每个节点包含数据元素和指向下一个节点的指针。链表允许在任意位置插入和删除元素，提供了更好的空间效率，但查找速度相对较慢。 - 算法描述：在实现过程中，关键算法包括： - 插入：通过找到合适位置并更新节点指针来插入新元素。 - 删除：同样定位到目标元素后，调整前后节点的指针关系。 - 查找：通过遍历链表查找指定元素的索引，如果没有则返回-1。 - 反序输出：采用双指针技巧，一个指针向前移动两个节点，另一个指针每次只移动一个节点，直到遇到链表尾。 - 链表合并：对两个链表进行比较，按顺序添加元素到新的链表，注意保持链表的排序。 实验软件环境为Windows 10 Home操作系统和Code::Blocks集成开发环境。整个实验过程要求学生灵活运用数据结构和算法知识，培养实际编程和问题解决能力。通过这个项目，学生能够巩固和提升对链表及其迭代器的理解，并熟练地应用于实际编程操作中。