1.任務：

[問題描述]

使用鏈表設計一個保存信息的系統，該系統擁有類似區塊鏈的設計以防止信息被輕易篡改。

該題目使用一個鏈表。信息保存在鏈表的每一個節點中，每個節點需要包含該節點的編號、信息和校驗碼。其中：

+ 每個節點的編號按照順序遞增，從0開始。

+ 節點中包含的信息是字符串，且每個字符的ASCII碼范圍為0-127，以\0結束。

+ 每個節點的校驗碼等于上一個節點的校驗碼+本節點的節點編號+本節點信息中字符串各字符ASCII碼之和 mod 113。

+ 首個節點的校驗碼則是本節點信息中字符串各字符ASCII碼之和 mod 113。

+ 有效的鏈表要求所有節點的校驗碼都能夠成功按照上述算法得出。

[基本要求]

（1）要求從文本文件中輸入；

（2）給定鏈表，檢查鏈表是否有效。若無效，輸出首個無效節點的節點編號；

（3）允許向鏈表中添加信息，要求保證鏈表始終有效；

（4）篡改一個有效的鏈表中特定編號的節點信息內容，保持篡改后的鏈表仍然有效。注意，可能需要篡改多個節點以達到此要求。

2.采用的數據結構：

采用單鏈表

3.算法設計思想：

? ? ? ? 使用rand函數隨機在文檔中生成區塊鏈內容，隨后從文件中讀入內容。對于區塊鏈的校驗碼進行計算和校對。當鏈表中元素的發生添加與修改的操作時，同時對于各結點的校驗碼進行改動。空間復雜度：S(n)=O(n)，時間復雜度T(n)=O(n^2)。

4.源程序：

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <iostream> #include <fstream> #include <string> #include <cstring> #include <sstream> #include <ctime> using namespace std;typedef struct LNode {int code;string data;int DataAscii;int check;LNode *next; }*LinkList,LNode;int num=0; int Create() {srand((unsigned)time(NULL)); //隨機生成區塊鏈內容 ofstream out;out.open("demo1.txt", ios::out);if (!out.is_open()) {printf("Init Error\n");return 0;}string H;int len = rand() % 30 + 1;for (int j = 0; j < len; ++j) {H += rand() % 92+33;}H += '\0';out << H; for (int i = 1; i < 1000; ++i) {string str;int len = rand() % 30 + 1;for (int j = 0; j < len; ++j) {str += rand() % 92+33;}str += '\0';out << endl<< str ;}out.close(); //在文檔中生成完畢 }int input(LinkList &L) {ifstream infile;char ch;infile.open("demo1.txt",ios::in);LNode *p=L;int asc=0;if(infile){while(!infile.eof()){LNode *newNode=new LNode;p->next=newNode;p=p->next;p->next=NULL;p->code=num;num++;getline(infile,p->data);string k=p->data;int s=0;for(int i=0;k[i]!='\0';i++){s=s+int(k[i]);}p->DataAscii=s;asc=(asc+s+num-1)%113; //計算校驗碼 p->check=asc;}}else{printf("打開失敗.\n");return 0;}infile.close();p=L->next;printf("鏈表的編號、信息的ASCII碼和校驗碼依次為：\n");while(p){printf("%d %d %d\n",p->code,p->DataAscii,p->check);p=p->next;}printf("--------------------------------------------------\n"); }void AddData(LNode* p,string s) //增加數據 {LNode *t = p;while (t->next != NULL){t=t->next;}int a=t->check;LNode* q = new LNode;q->code = num;num++;q->data = s;int sum = 0;for (int i = 0; i < q->data.size(); ++i){sum += q->data[i];}q->DataAscii=sum;q->check = (sum + q->code + a) % 113;t->next = q;q->next = NULL;cout << "添加完成！\n";cout<<"新增的結點為：\n";cout<<q->code<<" "<<q->data<<" "<<q->DataAscii<<" "<<q->check<<endl;}void Correct(LinkList &L) //修改指定位置數據 {printf("請輸入需要修改的位置:\n");int place;scanf("%d",&place); LNode *p;p=L;for(int i=0;i<place;i++){p=p->next;}cout << "請輸入修改后的的信息:\n";string s2="";cin>>s2;p->next->data=s2;int s=0;for(int i=0;s2[i]!='\0';i++){s=s+int(s2[i]);}p->next->DataAscii=s;printf("是否需要修改校驗碼 是：1/否：0\n");int h;cin>>h;if(h==1){while(p->next){p->next->check=(p->next->DataAscii+p->check+p->next->code) % 113;p=p->next;}cout<<"校驗碼修改完成！\n";} }int CheckCode(LinkList &L) //核驗校驗碼 {LNode *p;p=L->next;while(p->next){if(p->next->check==(p->next->DataAscii+p->check+p->next->code) % 113){p=p->next;continue;}else{cout<<"該鏈表存在錯誤！"<<endl;return 0;}}cout<<"該鏈表有效！"<<endl; }void CorrectChoice(LinkList &L) //校正所有校驗碼 {LNode *p;p=L;p->next->check=(p->next->DataAscii+p->next->code) % 113;p=p->next;while(p->next){p->next->check=(p->next->DataAscii+p->check+p->next->code) % 113;p=p->next;}cout<<"校驗碼全部修改完成！\n"; }int main() {LinkList L;L=new LNode;L->next=NULL;Create();input(L);while(1){system("pause");system("cls");cout << "請選擇操作類型：\n1.向鏈表中添加信息.\n2.修改特定編號的結點內容"<<endl;cout<<"3.輸出鏈表各個結點內容.\n4.檢查鏈表是否有效.\n5.校正所有校驗碼.\n6.退出\n";int choice;scanf("%d",&choice);if(choice==1){ LNode *p;p=L;string data;cout << "請輸入要添加的信息:\n";cin >> data;AddData(p, data); } else if(choice==2){Correct(L);}else if(choice==3){LNode *p;p=L->next;printf("鏈表的編號、信息、信息的ASCII碼和校驗碼依次為：\n");while(p){cout<<p->code<<" "<<p->data<<" "<<p->DataAscii<<" "<<p->check<<endl;p=p->next;}cout<<"輸出完成！\n";}else if(choice==4){CheckCode(L);}else if(choice==5){CorrectChoice(L);}else if(choice==6){break;}}return 0; }

5.源程序測試數據及結果

區塊鏈測試用例

?區塊鏈測試結果1

區塊鏈測試結果2

區塊鏈測試結果3

總結

以上是生活随笔為你收集整理的数据结构课程设计1： 区块链的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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