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【编程任务概述】
该编程任务要求开发一个演示集合的并、交和差运算的程序,主要涉及集合操作和用户交互。程序需要处理的集合元素仅限于小写字母字符 ['a'..'z'],并且集合的大小不超过26个元素。用户通过在计算机终端输入特定的命令与程序进行交互,例如构造集合、执行并集、交集和差集运算,最后以字符串形式展示运算结果。
【数据结构设计】
1. **有序链表**:为了高效地实现集合的运算,选择使用有序链表作为集合的数据结构。这是因为有序链表在插入和查找元素时具有较好的性能,同时可以方便地执行集合的并、交和差运算。
- **有序表的抽象数据类型** (ADT OrderedList) 包含以下基本操作:
- `InitList`:初始化一个空的有序表。
- `DestroyList`:销毁已存在的有序表。
- `ListLength`:返回有序表的长度。
- `ListEmpty`:检查有序表是否为空。
- `GetElem`:获取有序表中指定位置的元素。
- `LocateElem`:查找元素在有序表中的位置。
- `Append`:在有序表末尾添加元素。
- `InsertAfter`:在有序表中指定位置后插入元素。
- `ListTraverse`:遍历有序表并调用指定函数处理每个元素。
2. **集合的抽象数据类型** (ADT Set):
- 集合的数据对象是不重复的小写字母字符。
- 集合的基本操作包括:
- `CreateSet`:根据给定的字符串创建一个新的集合。
- `DestroySet`:销毁集合的结构。
- `Union`:计算两个集合的并集。
- `Intersection`:计算两个集合的交集。
- `Difference`:计算两个集合的差集。
【程序逻辑】
1. **用户界面**:程序首先显示提示信息,等待用户输入命令。命令可以是构造集合、执行并集、交集或差集运算,以及结束程序等。
2. **集合处理**:
- **构造集合**:用户输入字符串,程序过滤掉非字母字符和重复字符,构造有序链表表示的集合。
- **并集运算**:对两个集合的有序链表进行合并,去除重复元素。
- **交集运算**:遍历其中一个集合,查找在另一个集合中也存在的元素,构建新的有序链表。
- **差集运算**:从一个集合中移除存在于另一个集合中的元素。
3. **错误处理**:程序需要处理可能的输入错误,如非法字符、超出集合大小限制等,并给出适当的错误提示。
4. **测试用例**:提供测试数据,确保程序正确实现了所有功能。例如,Set1="magazine",Set2="paper",以及Set1="012oper4a6tion89",Set2="error data",用这些数据验证并集、交集和差集的计算结果。
这个程序设计旨在教授基础的数据结构和算法知识,同时展示了如何通过抽象数据类型来封装复杂操作,使得用户能够方便地使用集合操作。通过实际编写和测试这个程序,学生可以加深对数据结构和集合运算的理解,提高编程能力。