《数据结构》基本概念
基本概念
?数据
数据是信息的载体，在计算机科学中是指所有能输入到计算机中并能被计算机程序识别和处理的符号集合。
?数据元素
数据元素也称为结点，是表示数据的基本单位，在计算机程序中通常作为一个整体进行考虑和处理。
?数据项
数据项是构成数据元素的不可分割的最小单位。?数据对象
数据对象是具有相同性质的数据元素的集合，是数据的子集。
注意：在不产生混淆的情况下，将数据对象简称为数据。
?数据结构
数据结构是指相互之间存在一定关系的数据元素的集合，即数据结构是一个二元组DataStructure = (D, R)，其中D是数据元素的集合，R是D上关系的集合。按照视点的不同，数据结构分为逻辑结构和存储结构。
?数据的逻辑结构
数据的逻辑结构是指数据元素之间逻辑关系的整体。
根据数据元素之间逻辑关系的不同，数据结构分为四类：
⑴集合：数据元素之间就是“属于同一个集合”，除此之外，没有任何关系；
⑵线性结构：数据元素之间存在着一对一的线性关系；
⑶树结构：数据元素之间存在着一对多的层次关系；
⑷图结构：数据元素之间存在着多对多的任意关系。
注意：数据结构分为两类：线性结构和非线性结构。?数据的存储结构
数据的存储结构又称为物理结构，是数据及其逻辑结构在计算机中的表示。通常有两种存储结构：顺序存储结构和链接存储结构。
顺序存储结构的基本思想是：用一组连续的存储单元依次存储数据元素，数据元素之间的逻辑关系是由元素的存储位置来表示的。
链接存储结构的基本思想是：用一组任意的存储单元存储数据元素，数据元素之间的逻辑关系是用指针来表示的。
注意：存储结构除了存储数据元素之外，必须存储数据元素之间的逻辑关系。
?抽象数据类型
抽象数据类型是一个数据结构以及定义在该结构上
的一组操作的总称。抽象数据类型提供了使用和实现两个不同的视图，实现了封装和信息隐藏。
?算法的定义
通俗地讲，算法是解决问题的方法，严格地说，算法是对特定问题求解步骤的一种描述，是指令的有限序列。
?算法的特性
⑴输入：一个算法有零个或多个输入（即算法可以没有输入），这些输入通常取自于某个特定的对象集合。
⑵输出：一个算法有一个或多个输出（即算法必须要有输出），通常输出与输入之间有着某种特定的关系。
⑶有穷性：一个算法必须总是（对任何合法的输入）在执行有穷步之后结束，且每一步都在有穷时间内完成。
⑷确定性：算法中的每一条指令必须有确切的含义，不存在二义性。并且，在任何条件下，对于相同的输入只能得到相同的输出。
⑸可行性：算法描述的操作可以通过已经实现的基本操作执行有限次来实现。
?线性表的定义
线性表简称表，是零个或多个具有相同类型的数据元素的有限序列。数据元素的个数称为线性表的长度，长度等于零时称为空表。
?线性表的逻辑关系
在一个非空表L＝(a1，a2，……，a n)中，任意一对
和a i之间（1＜i≤n）存在序偶关系相邻的数据元素a i
-1
，a i），且a i-1称为a i的前驱，a i称为a i-1的后继。（a i
-1
在这个序列中，a1无前驱，a n无后继，其它每个元素有且仅有一个前驱和一个后继。
?顺序表的存储结构定义
用MaxSize表示数组的长度，顺序表的存储结构定义如下：
#define MaxSize 100
typedef struct
{
ElemType data[MaxSize]; // ElemType表示不确定的数据类型
int length; //length表示线性表的长度
} SeqList;
?顺序表是随机存取结构
设顺序表的每个元素占用c个存储单元，则第i个元素的存储地址为：
LOC(a i)= LOC(a1)＋(i－1)×c
?顺序表的优缺点
顺序表利用了数组元素在物理位置上的邻接关系来表示线性表中数据元素之间的逻辑关系，这使得顺序表具有下列优点：
⑴无需为表示表中元素之间的逻辑关系而增加额外
的存储空间；
⑵可以快速地存取表中任一位置的元素（即随机存
取）。
同时，顺序表也具有下列缺点：
⑴插入和删除操作需移动大量元素。在顺序表上做插入和删除操作，等概率情况下，平均要移动表中一半的元素。
⑵表的容量难以确定。由于数组的长度必须事先确定，因此，当线性表的长度变化较大时，难以确定合适的存储规模。
⑶造成存储空间的“碎片”。数组要求占用连续的存储空间，即使存储单元数超过所需的数目，如果不连续也不能使用，造成存储空间的“碎片”现象。
?单链表的存储结构定义
单链表的存储结构定义如下：
Struct Node
{ ElemType data; // ElemType表示不确定的数据类型
struct Node *next;
} *first; //first为单链表的头指针?双链表的存储结构定义
双链表存储结构定义如下：
struct DulNode
{
ElemType data; // ElemType表示不确定的数据类型
struct DulNode *prior, *next; // prior为前驱指针域，next为后继指针域
} *first; //first表示双链表的头指针
?栈的定义
栈是限定仅在表尾进行插入和删除操作的线性表。允许插入和删除的一端称为栈顶，另一端称为栈底，不含任何数据元素的栈称为空栈。
?栈的操作特性
栈的操作具有后进先出的特性。
?队列的定义
队列是只允许在一端进行插入操作，而另一端进行删除操作的线性表。允许插入的一端称为队尾，允许删除的一端称为队头。
?队列的操作特性
队列的操作具有先进先出的特性。
?循环队列中解决队空队满的判断条件
方法一：附设一个存储队列中元素个数的变量num，当num=0时队空，当num=QueueSize时为队满；
方法二：修改队满条件，浪费一个元素空间，队满时数组中只有一个空闲单元；即队空的条件是front=rear，队满的条件是(rear+1) % QueueSize=front，队列长度为(rear-front+QueueSize) % QueueSize。
方法三：设置标志flag，当front=rear且flag=0时为队空，当front=rear且flag=1时为队满。
?串的定义
串是零个或多个字符组成的有限序
列。
? 空格串和空串的定义
只包含空格的串称为空格串。串中所包含的字符个数称为串的长度，长度为0的串称空串，记作 " "。
? 串的比较
串的比较是通过组成串的字符之间的比较来进行的。 给定两个串：
X ="x 1x 2…x n "
Y ="y 1y 2…y m "
则当n =m 且x 1=y 1，…，x n =y m 时，称X =Y ；
当下列条件之一成立时，称X ＜Y ：
⑴ n ＜m ，且x i =y i （i =1，2，…，n ）；
⑵ 存在某个k ≤min (m ，n )，使得x i =y i （i =1，
2，…，k -1），x k ＜y k 。
? 改进的模式匹配算法中next[j]的求法
用next[j]表示t j 对应的k 值（1≤j
≤m ），其定义如下：
? 数组的基本操作
0 j=1 max {k | 1≤k ＜j 且＂t 1t 2 … t k -1 ＂ =＂t j -k +1t j -k +2 … t j -1＂} 1 其它情况
nex
数组是一个具有固定格式和数量的数据集合，在数组上一般不能做插入、删除元素的操作。因此，在数组中通常只有两种操作：
⑴读取：给定一组下标，读取相应的数组元素；
⑵修改：给定一组下标，存储或修改相应的数组元素。?二维数组的寻址
按行优先，设二维数组的行下标与列下标的范围分别为［l1，h1］与［l2，h2］，则任一元素a ij的存储地址可由下式确定：
LOC(a ij)＝LOC(a l1l2)＋((i－l1)×(h2－l2＋1)＋(j－l2))×c
?特殊矩阵的定义
特殊矩阵是指矩阵中有很多值相同的元素并且它们的分布有一定的规律。
?矩阵压缩存储的基本思想
压缩存储的基本思想是：⑴为多个值相同的元素只分配一个存储空间；⑵对零元素不分配存储空间。
?对称矩阵的压缩存储中：下三角元素a ij（i≥j）在一个数组SA中的下标为：k = i×(i-1)/2 + j-1。上三角中的元素a ij（i＜j），则访问和它对应的下三角中的元素a ji即可，即：k = j×(j-1)/2 + i-1。
?三角矩阵的压缩存储中：下三角矩阵中任一元素a ij在
一个数组SA中的下标k与i、j的对应关系为：k=i×(i-1)/2 +
上三角矩阵元素a ij在SA中的下标为：k=(i-1)×(2n-i+2)/2+(j-i)。
?稀疏矩阵的压缩存储方式
三元组顺序表和十字链表
?三元组的定义
struct element
{
int row, col;
ElemType item
};
?广义表的定义
广义表是n（n≥0）个数据元素的有限序列。
?表头
当广义表LS非空时，称第一个元
素为LS的表头；
?表尾
称广义表LS中除去表头后其余元素组成的广义表为LS的。
?长度
广义表LS中的直接元素的个数称为
LS的长度；
?深度
广义表LS中括号的最大嵌套层数称
为LS的深度。
?树的定义
树是n（n≥0）个结点的有限集合。当n＝0时，称为空树；任意一棵非空树满足以下条件：
⑴有且仅有一个特定的称为根的结点；
⑵当n＞1时，除根结点之外的其余结点被分成m （m>0）个互不相交的有限集合T1，T2，…，T m，其中每个集合又是一棵树，并称为这个根结点的子树。
?结点的度、树的度
某结点所拥有的子树的个数称为该结点的度；树中各结点度的最大值称为该树的度。
?叶子结点、分支结点
度为0的结点称为叶子结点，也称为终端结点；度不为0的结点称为分支结点，也称为非终端结点。
?孩子结点、双亲结点、兄弟结点
某结点的子树的根结点称为该结点的孩子结点；反之，该结点称为其孩子结点的双亲
?路径、路径长度
如果树的结点序列n1, n2, …, n k满足如下关系：结点n i是结点n i+1的双亲（1≤i＜k），则把n1, n2, …, n k
称为一条由n1至n k的路径；路径上经过的边的个数称为路径长度。
?祖先、子孙
如果从结点x到结点y有一条路径，那么x就称为y 的祖先，而y称为x的子孙。
注意：某结点子树中的任一结点都是该结点的子孙。?结点的层数、树的深度（高度）
规定根结点的层数为1，对其余任何结点，若某结点在第k层，则其孩子结点在第k+1层；树中所有结点的最大层数称为树的深度，也称为树的高度。
?二叉树的定义
二叉树是n（n≥0）个结点的有限集合，该集合或者为空集（称为空二叉树），或者由一个根结点和两棵互不相交的、分别称为根结点的左子树和右子树的二叉树组成。
?二叉树的特点
二叉树的特点是：⑴每个结点最多有两棵子树，所以二叉树中不存在度大于2的结点；⑵子树的次序不能任意颠倒，某结点即使只有一棵子树也要区分是左子树还是右子树。
注意：二叉树和树是两种树结构。
?二叉树的基本形态
二叉树具有五种基本形态：⑴空二叉树；⑵只有一个根结点；⑶根结点只有左子树；⑷根结点只有右子树；⑸根结点既有左子树又有右子树。
?斜树
所有结点都只有左子树的二叉树称为左斜树；所有结点都只有右子树的二叉树称为右斜树；左斜树和右斜树统称为斜树。
斜树的特点：①每一层只有一个结点，即只有度为1和度为0的结点并且只有一个叶子结点；②斜树的结点个数与其深度相同。
?满二叉树
在一棵二叉树中，如果所有分支结点都存在左子树和右子树，并且所有叶子都在同一层上，这样的二叉树称为满二叉树。
满二叉树的特点：①叶子结点都在最下一层；②只有度为0和度为2的结点。
?完全二叉树
对一棵具有n个结点的二叉树按层序编号，如果编号为i（1≤i≤n）的结点与同样深度的满二叉树中编号为i的结点在二叉树中的位置完全相同，则这棵二叉树称为完全二叉树。
完全二叉树的特点是：①叶子结点只能出现在最下
两层，且最下层的叶子结点都集中在左面连续的位置；
②如果有度为1的结点，只可能有一个，且该结点只有左孩子。
?二叉树的基本性质
性质1 二叉树的第i层上最多有2i-1个结点（i≥1）。
性质2 在一棵深度为k的二叉树中，最多有2k-1个结点，最少有k个结点。
性质3 在一棵二叉树中，如果叶子结点的个数为n0，度为2的结点个数为n2，则
n0＝n2＋1。
性质 4 具有n个结点的完全二叉树的深度为??1
n。
log2+
性质5 对一棵具有n个结点的完全二叉树中的结点从1开始按层序编号，则对于任意的编号为i（1≤i≤n）的结点（简称为结点i），有：
⑴如果i＞1，则结点i的双亲的编号为??2/i；否则结点i是根结点，无双亲；
⑵如果2i≤n，则结点i的左孩子的编号为2i；否则结点i无左孩子；
⑶如果2i＋1≤n，则结点i的右孩子的编号为2i ＋1；否则结点i无右孩子。
?二叉树的存储
包括：二叉树的顺序存储和二叉树的链式存储。
二叉链表的存储结构定义如下：
struct BiNode
{
ElemType data;
BiNode *lchild, *rchild;
} *root; //root表示二叉链表的头指针
struct TriNode
{
ElemType data;
TriNode *lchild, *rchild, *parent; // parent指向该结点的双亲
} *root; //三叉链表的头指针
?遍历的含义
所谓遍历就是无重复无遗漏地访问。二叉树的遍历是指从根结点出发，按照某种次序访问二叉树中的所有结点，使得每个结点被访问一次且仅被访问一次。
?二叉树的遍历次序定义
前序遍历（或称前根遍历、先序遍历）
若二叉树为空，则空操作返回；否则
⑴访问根结点；
⑵前序遍历根结点的左子树；
⑶前序遍历根结点的右子树。
中序遍历（或称中根遍历）
若二叉树为空，则空操作返回；否则
⑴中序遍历根结点的左子树；
⑵访问根结点；
⑶中序遍历根结点的右子树。
后序遍历（或称后根遍历）
若二叉树为空，则空操作返回；否则
⑴后序遍历根结点的左子树；
⑵后序遍历根结点的右子树；
⑶访问根结点。
层序遍历
二叉树的层序遍历是从二叉树的第一层（根结点）开始，从上至下逐层遍历，在同一层中，则按从左到右的顺序对结点逐个访问。
?线索二叉树的定义
在一个具有n个结点的二叉链表中，利用n+1个空指针域存放指向该结点在某种遍历序列中的前驱和后继结点的指针，这些指向前驱和后继结点的指针称为线索，加上线索的二叉树称为线索二叉树，相应地，加上线索的二叉链表称为线索链表。
?线索二叉树的存储结构定义
线索链表中的结点定义如下：
enum flag {Child, Thread}; //枚举类型，枚举常量Child=0，Thread=1struct ThrNode
{
ElemType data; // ElemType表示不确定的数据类型
ThrNode *lchild, *rchild;
flag ltag, rtag;
}*root; //root表示线索链表的头指针
?树的存储结构
包括：双亲表示法、孩子表示法、孩子兄弟表示法。双亲表示法的存储结构定义如下：
#define MaxSize 100; //树中最大结点个数
struct PNode //数组元素的类型
{
ElemType data; //树中结点的数据信息，
int parent; //该结点的双亲在数组中的下标
};
PNode Tree[MaxSize];
孩子表示法的存储结构定义如下：
struct CTNode //孩子结点
{
int child;
CTNode *next;
};
struct CBNode //表头结点
{
ElemType data;
CTNode *firstchild; //指向孩子链表的头指针
};
孩子兄弟表示法又称为二叉链表表示法，存储结构定义如下：
struct TNode
{
ElemType data; // ElemType表示不确定的数据类型
TNode *firstchild; //firstchild指向该结点的第一个孩子
TNode *rightsib; //rightsib指向该结点的右兄弟
};
?树转换为二叉树
树转换为二叉树的方法是：
⑴加线——树中所有相邻兄弟结点之间加一条连线；
⑵去线——对树中的每个结点，只保留它与第一个
孩子结点之间的连线，删去它与其它孩子结点之间的连线；
⑶层次调整——以根结点为轴心，将树顺时针转动一
定的角度，使之层次分明。
?森林转换为二叉树
森林转换为二叉树的方法如下：
⑴将森林中的每棵树转换成二叉树；
⑵从第二棵二叉树开始，依次把后一棵二叉树的根结点作为前一棵二叉树根结点的右孩子，当所有二叉树连起来后，所得到的二叉树就是由森林转换的二叉树。
?二叉树转换为树或森林
树和森林转换为二叉树的过程是可逆的，将一棵二叉树还原为树或森林的方法如下：
⑴加线——若某结点x是其双亲y的左孩子，则把结点x的右孩子、右孩子的右孩子、……，都与结点y用线连起来；
⑵去线——删去原二叉树中所有的双亲结点与右孩子结点的连线；
⑶层次调整——整理由⑴、⑵两步所得到的树或森
林，使之层次分明。
树的遍历序列与二叉树的遍历序列之间的对应关系根据树与二叉树的转换关系以及树和二叉树遍历的
操作定义可知，树的遍历序列与由树转化成的二叉树的遍历序列之间具有如下对应关系：树的前序遍历序列等于二叉树的前序遍历序列，树的后序遍历序列等于二叉树的中序遍历序列。
? 哈夫曼树中叶子结点的权值
叶子结点的权值是指对叶子结点赋予的一个有意义的数值量。
? 二叉树的带权路径长度
设二叉树具有n 个带权值的叶子结点，从根结点到
各个叶子结点的路径长度与相应叶子结点权值的乘积之和称做二叉树的带权路径长度，记为：
WPL =∑=n
k k
k l w 1 其中，w k 为第k 个叶子结点的权值；l k 为从根结点到第k 个叶子结点的路径长度。
? 哈夫曼树定义
给定一组具有确定权值的叶子结点，可以构造出不
同的二叉树，将其中带权路径长度最小的二叉树称为哈夫曼树，也称为最优二叉树。
? 哈夫曼算法的基本思想
哈夫曼算法的基本思想是：
⑴ 初始化：由给定的n 个权值{w 1，w 2，…，w n }构
造n 棵只有一个根结点的二叉树，从而得到一个二叉树
集合F＝{T1，T2，…，T n}；
⑵选取与合并：在F中选取根结点的权值最小的两棵二叉树分别作为左、右子树构造一棵新的二叉树，这棵新二叉树的根结点的权值为其左、右子树根结点的权值之和；
⑶删除与加入：在F中删除作为左、右子树的两棵二叉树，并将新建立的二叉树加入到F中；
⑷重复⑵、⑶两步，当集合F中只剩下一棵二叉树时，这棵二叉树便是哈夫曼树。
?图的定义
图是由顶点的有穷非空集合和顶点之间边的集合组成，通常表示为：
G=(V，E)
其中，G表示一个图，V是图G中顶点的集合，E是图G中顶点之间边的集合。
?无向图与有向图
若顶点v i和v j之间的边没有方向，则称这条边为无向边，用无序偶对(v i，v j)来表示；若从顶点v i到v j的边有方向，则称这条边为有向边（也称为弧），用有序偶对
实用标准文档 文案大全第1章数据结构基础 结构之美无处不在： 说到结构，任何一件事物都有自己的结构，就如可以看得见且触摸得到的课桌、椅子，还有看不见却也存在的化学中的分子、原子。可见，一件事物只要存在，就一定会有自己的结构。一幅画的生成，作家在挥毫泼墨之前，首先要在数尺素绢之上做结构上的统筹规划、谋篇布局。一件衣服的制作，如果在制作之前没有对衣服的袖、领、肩、襟、身等各个部位周密筹划，形成一个合理的结构系统，便无法缝制出合体的衣服。还有教育管理系统的结构、通用技术的学科结构和课堂教学结构等。试想一下，管理大量数据是否也需要用到数据结构呢？ 本章知识要点： 数据结构的基本概念 数据类型和抽象数据类型 算法和算法分析 1.1 数据结构的基本概念 计算机科学是一门研究数据表示和数据处理的科学。数据是计算机化的信息，它是计算机可以直接处理的最基本和最重要的对象。无论是进行科学计算，还是数据处理、过程控制、对文件的存储和检索以及数据库技术等计算机应用，都是对数据进行加工处理的过程。因此，要设计出一个结构良好而且效率较高的程序，必须研究数据的特性、数据间的相互关系及其对应的存储表示，并利用这些特性和关系设计出相应的算法和程序。 计算机在发展的初期，其应用围是数值计算，所处理的数据都是整型、实型和布尔型等简单数据，以此为加工、处理对象的程序设计称为数值型程序设计。随着计算技术的发展，计算机逐渐进入到商业、制造业等其他领域，广泛地应用于数据处理和过程控制中。与此相对应，计算机所处理的数据也不再是简单的数值，而是字符串、图形、图像、语音和视频等复杂的数据。这些复杂的数据不仅量大，而且具有一定的结构。例如，一幅图像是一个由简单数值组成的矩阵，一个图形中的几何坐标可以组成表。此外，语言编译过程
数据结构实验指导书 一、实验目的 《数据结构》是计算机学科一门重要的专业基础课程，也是计算机学科的一门核心课程。本课程较为系统地论述了软件设计中常用的数据结构以及相应的存储结构与实现算法，并做了相应的性能分析和比较，课程内容丰富，理论系统。本课程的学习将为后续课程的学习以及软件设计水平的提高打下良好的基础。 由于以下原因，使得掌握这门课程具有较大的难度： 1）理论艰深，方法灵活，给学习带来困难； 2）内容丰富，涉及的知识较多，学习有一定的难度； 3）侧重于知识的实际应用，要求学生有较好的思维以及较强的分析和解决问题的能力，因而加大了学习的难度； 根据《数据结构》课程本身的特性，通过实验实践内容的训练，突出构造性思维训练的特征，目的是提高学生分析问题，组织数据及设计大型软件的能力。 课程上机实验的目的，不仅仅是验证教材和讲课的内容，检查自己所编的程序是否正确，课程安排的上机实验的目的可以概括为如下几个方面： （1）加深对课堂讲授内容的理解 实验是对学生的一种全面综合训练。是与课堂听讲、自学和练习相辅相成的必不可少的一个教学环节。通常，实验题中的问题比平时的习题复杂得多，也更接近实际。实验着眼于原理与应用的结合点，使学生学会如何把书上学到的知识用于解决实际问题，培养软件工作所需要的动手能力；另一方面，能使书上的知识变" 活" ，起到深化理解和灵活掌握教学内容的目的。 不少学生在解答习题尤其是算法设计时，觉得无从下手。实验中的内容和教科书的内容是密切相关的，解决题目要求所需的各种技术大多可从教科书中找到，只不过其出
现的形式呈多样化，因此需要仔细体会，在反复实践的过程中才能掌握。 (2) 培养学生软件设计的综合能力 平时的练习较偏重于如何编写功能单一的" 小" 算法，而实验题是软件设计的综合训练，包括问题分析、总体结构设计、用户界面设计、程序设计基本技能和技巧，多人合作，以至一整套软件工作规范的训练和科学作风的培养。 通过实验使学生不仅能够深化理解教学内容，进一步提高灵活运用数据结构、算法和程序设计技术的能力，而且可以在需求分析、总体结构设计、算法设计、程序设计、上机操作及程序调试等基本技能方面受到综合训练。实验着眼于原理与应用的结合点，使学生学会如何把书本上和课堂上学到的知识用于解决实际问题，从而培养计算机软件工作所需要的动手能力。 (3) 熟悉程序开发环境，学习上机调试程序一个程序从编辑，编译，连接到运行，都要在一定的外部操作环境下才能进行。所谓" 环境" 就是所用的计算机系统硬件，软件条件，只有学会使用这些环境，才能进行 程序开发工作。通过上机实验，熟练地掌握程序的开发环境，为以后真正编写计算机程序解决实际问题打下基础。同时，在今后遇到其它开发环境时就会触类旁通，很快掌握新系统的使用。 完成程序的编写，决不意味着万事大吉。你认为万无一失的程序，实际上机运行时可能不断出现麻烦。如编译程序检测出一大堆语法错误。有时程序本身不存在语法错误，也能够顺利运行，但是运行结果显然是错误的。开发环境所提供的编译系统无法发现这种程序逻辑错误，只能靠自己的上机经验分析判断错误所在。程序的调试是一个技巧性很强的工作，尽快掌握程序调试方法是非常重要的。分析问题，选择算法，编好程序，只能说完成一半工作，另一半工作就是调试程序，运行程序并得到正确结果。 二、实验要求 常用的软件开发方法，是将软件开发过程划分为分析、设计、实现和维护四个阶段。虽然数据结构课程中的实验题目的远不如从实际问题中的复杂程度度高，但为了培养一个软件工作者所应具备的科学工作的方法和作风，也应遵循以下五个步骤来完成实验题目： 1) 问题分析和任务定义 在进行设计之前，首先应该充分地分析和理解问题，明确问题要求做什么?限制条件是什么。本步骤强调的是做什么?而不是怎么做。对问题的描述应避开算法和所涉及的数据类型，而是对所需完成的任务作出明确的回答。例如：输入数据的类型、值的范围以及输入的
《数据结构》实验指导书 郑州轻工业学院 2016.02.20
目录 前言 (3) 实验01 顺序表的基本操作 (7) 实验02 单链表的基本操作 (19) 实验03 栈的基本操作 (32) 实验04 队列的基本操作 (35) 实验05 二叉树的基本操作 (38) 实验06 哈夫曼编码 (40) 实验07 图的两种存储和遍历 (42) 实验08 最小生成树、拓扑排序和最短路径 (46) 实验09 二叉排序树的基本操作 (48) 实验10 哈希表的生成 (50) 实验11 常用的内部排序算法 (52) 附：实验报告模板 .......... 错误！未定义书签。
前言 《数据结构》是计算机相关专业的一门核心基础课程，是编译原理、操作系统、数据库系统及其它系统程序和大型应用程序开发的重要基础，也是很多高校考研专业课之一。它主要介绍线性结构、树型结构、图状结构三种逻辑结构的特点和在计算机内的存储方法，并在此基础上介绍一些典型算法及其时、空效率分析。这门课程的主要任务是研究数据的逻辑关系以及这种逻辑关系在计算机中的表示、存储和运算，培养学生能够设计有效表达和简化算法的数据结构，从而提高其程序设计能力。通过学习，要求学生能够掌握各种数据结构的特点、存储表示和典型算法的设计思想及程序实现，能够根据实际问题选取合适的数据表达和存储方案，设计出简洁、高效、实用的算法，为后续课程的学习及软件开发打下良好的基础。另外本课程的学习过程也是进行复杂程序设计的训练过程，通过算法设计和上机实践的训练，能够培养学生的数据抽象能力和程序设计能力。学习这门课程，习题和实验是两个关键环节。学生理解算法，上机实验是最佳的途径之一。因此，实验环节的好坏是学生能否学好《数据结构》的关键。为了更好地配合学生实验，特编写实验指导书。 一、实验目的 本课程实验主要是为了原理和应用的结合，通过实验一方面使学生更好的理解数据结构的概念
学生实验报告册 （理工类） 课程名称：算法与数据结构专业班级 学生学号：学生： 所属院部：计算机工程学院指导教师：章海鸥 2016 ——2017 学年第 1 学期 金陵科技学院教务处制 实验报告书写要求 实验报告原则上要求学生手写，要求书写工整。若因课程特点需打印的，要遵照以下字体、字号、间距等的具体要求。纸一律采用 A4的纸。
实验报告书写说明 实验报告中一至四项容为必填项，包括实验目的和要求；实验仪器和设备；实验容与过程；实验结果与分析。各院部可根据学科特点和实验具体要求增加项目。 填写注意事项 （1）细致观察，及时、准确、如实记录。 （2）准确说明，层次清晰。 （3）尽量采用专用术语来说明事物。 （4）外文、符号、公式要准确，应使用统一规定的名词和符号。 （5）应独立完成实验报告的书写，严禁抄袭、复印，一经发现，以零分论处。 实验报告批改说明 实验报告的批改要及时、认真、仔细，一律用红色笔批改。实验报告的批改成绩采用百分制，具体评分标准由各院部自行制定。 实验报告装订要求 实验批改完毕后，任课老师将每门课程的每个实验项目的实验报告以自然班为单位、按学号升序排列，装订成册，并附上一份该门课程的实验大纲。
实验项目名称：顺序表实验学时： 2 同组学生：╱实验地点： 实验日期：实验成绩： 批改教师：批改时间：
实验1 顺序表 一、实验目的和要求 掌握顺序表的定位、插入、删除等操作。 二、实验仪器和设备 VC6.0 三、实验容与过程（含程序清单及流程图） 1、必做题 （1）编写程序建立一个顺序表，并逐个输出顺序表中所有数据元素的值。 编写主函数测试结果。 （2）编写顺序表定位操作子函数，在顺序表中查找是否存在数据元素x。 如果存在，返回顺序表中和x值相等的第1个数据元素的序号（序号 从0开始编号）；如果不存在，返回－1。编写主函数测试结果。 （3）在递增有序的顺序表中插入一个新结点x，保持顺序表的有序性。 解题思路：首先查找插入的位置，再移位，最后进行插入操作；从第 一个元素开始找到第一个大于该新结点值x的元素位置i即为插入位 置；然后将从表尾开始依次将元素后移一个位置直至元素i；最后将 新结点x插入到i位置。 （4）删除顺序表中所有等于X的数据元素。 2、选做题 （5）已知两个顺序表A和B按元素值递增有序排列，要求写一算法实现将A和B归并成一个按元素值递减有序排列的顺序表（允许表中含有值 相同的元素）。 程序清单： (1) #include
《数据结构》基本概念
基本概念 ?数据 数据是信息的载体，在计算机科学中是指所有能输入到计算机中并能被计算机程序识别和处理的符号集合。 ?数据元素 数据元素也称为结点，是表示数据的基本单位，在计算机程序中通常作为一个整体进行考虑和处理。 ?数据项 数据项是构成数据元素的不可分割的最小单位。?数据对象 数据对象是具有相同性质的数据元素的集合，是数据的子集。 注意：在不产生混淆的情况下，将数据对象简称为数据。 ?数据结构 数据结构是指相互之间存在一定关系的数据元素的集合，即数据结构是一个二元组DataStructure = (D, R)，其中D是数据元素的集合，R是D上关系的集合。按照视点的不同，数据结构分为逻辑结构和存储结构。 ?数据的逻辑结构 数据的逻辑结构是指数据元素之间逻辑关系的整体。
根据数据元素之间逻辑关系的不同，数据结构分为四类： ⑴集合：数据元素之间就是“属于同一个集合”，除此之外，没有任何关系； ⑵线性结构：数据元素之间存在着一对一的线性关系； ⑶树结构：数据元素之间存在着一对多的层次关系； ⑷图结构：数据元素之间存在着多对多的任意关系。 注意：数据结构分为两类：线性结构和非线性结构。?数据的存储结构 数据的存储结构又称为物理结构，是数据及其逻辑结构在计算机中的表示。通常有两种存储结构：顺序存储结构和链接存储结构。 顺序存储结构的基本思想是：用一组连续的存储单元依次存储数据元素，数据元素之间的逻辑关系是由元素的存储位置来表示的。 链接存储结构的基本思想是：用一组任意的存储单元存储数据元素，数据元素之间的逻辑关系是用指针来表示的。 注意：存储结构除了存储数据元素之外，必须存储数据元素之间的逻辑关系。 ?抽象数据类型 抽象数据类型是一个数据结构以及定义在该结构上
实验指导-数据结构B
附录综合实验 1、实验目的 本课程的目标之一是使得学生学会如何从问题出发，分析数据，构造求解问题的数据结构和算法，培养学生进行较复杂程序设计的能力。本课程实践性较强，为实现课程目标，要求学生完成一定数量的上机实验。从而一方面使得学生加深对课内所学的各种数据的逻辑结构、存储表示和运算的方法等基本内容的理解，学习如何运用所学的数据结构和算法知识解决应用问题的方法；另一方面，在程序设计方法、C语言编程环境以及程序的调试和测试等方面得到必要的训练。 2、实验基本要求： 1）学习使用自顶向下的分析方法，分析问题空间中存在哪些模块，明确这些模块之间的关系。 2）使用结构化的系统设计方法，将系统中存在的各个模块合理组织成层次结构，并明确定义各个结构体。确定模块的主要数据结构和接口。 3）熟练使用C语言环境来实现或重用模块，从而实现系统的层次结构。模块的实现包括结构体的定义和函数的实现。 4）学会利用数据结构所学知识设计结构清晰的算法和程序，并会分析所设计的算法的时间和空间复杂度。 5）所有的算法和实现均使用C语言进行描述，实验结束写出实验报告。
3、实验项目与内容： 1、线性表的基本运算及多项式的算术运算 内容：实现顺序表和单链表的基本运算，多项式的加法和乘法算术运算。 要求：能够正确演示线性表的查找、插入、删除运算。实现多项式的加法和乘法运算操作。 2、二叉树的基本操作及哈夫曼编码译码系统的实现 内容：创建一棵二叉树，实现先序、中序和后序遍历一棵二叉树，计算二叉树结点个数等操作。哈夫曼编码/译码系统。 要求：能成功演示二叉树的有关运算，实现哈夫曼编码/译码的功能，运算完毕后能成功释放二叉树所有结点占用的系统内存。 3、图的基本运算及智能交通中的最佳路径选择问题 内容：在邻接矩阵和邻接表两种不同存储结构上实现图的基本运算的算法，实现图的深度和宽度优先遍历算法，解决智能交通中的路径选择问题。设有n 个地点，编号为0~n-1，m条路径的起点、终点和代价由用户输入提供，寻找最佳路径方案（例如花费时间最少、路径长度最短、交通费用最小等，任选其一即可）。 要求：设计主函数，测试上述运算。 4、各种内排序算法的实现及性能比较 内容：验证教材的各种内排序算法。分析各种排序算法的时间复杂度。 要求：使用随机数产生器产生较大规模数据集合，运行上述各种排序算法，使用系统时钟测量各算法所需的实际时间，并进行比较。
《数据结构》实验指导书 实验一顺序表 实验目的： 熟悉顺序表的逻辑特性、存储表示方法和顺序表的基本操作。 实验要求： 了解并熟悉顺序表的逻辑特性、存储表示方法和顺序表的基本操作的实现和应用。 实验内容： 1、编写程序实现在线性表中找出最大的和最小的数据元素，并符合下列要求： （1）设数据元素为整数，实现线性表的顺序存储表示。 （2）从键盘输入10个数据元素，利用顺序表的基本操作建立该表。 （3）利用顺序表的基本操作，找出表中最大的和最小的数据元素（用于比较的字段为整数）。 2、编写一个程序实现在学生成绩中找出最高分和最低分，并符合下列要求： （1）数据元素为学生成绩（含姓名、成绩等字段）。 （2）要求尽可能少地修改第一题的程序来得到此题的新程序，即要符合第一题的所有要求。（这里用于比较的字段为分数） 实验二链表 实验目的： 熟悉链表的逻辑特性、存储表示方法的特点和链式表的基本操作。 实验要求： 了解并熟悉链式表的逻辑特性、存储表示方法和链式表的基本操作的实现和应用。
实验内容： 1、编写一个程序建立存放学生成绩的有序链表并实现相关操作，要求如下： （1）设学生成绩表中的数据元素由学生姓名和学生成绩字段组成，实现这样的线性表的链式存储表示。 （2）键盘输入10个（或若干个，特殊数据来标记输入数据的结束）数据元素，利用链表的基本操作建立学生成绩单链表，要求该表为有序表 并带有头结点。（用于比较的字段为分数）。 （3）输入关键字值x，打印出表中所有关键字值<=x的结点。（用于比较的关键字字段为分数）。 （4）输入关键字值x，删除表中所有关键字值<=x的结点。（用于比较的关键字字段为分数）。 （5）输入关键字值x，并插入到表中，使所在的链表仍为有序表。（用于比较的字段为分数）。 实验三栈的应用 实验目的： 熟悉栈的逻辑特性、存储表示方法和栈的基本操作。 实验要求： 了解并熟悉栈的逻辑特性、顺序和链式存储表示方法和栈的基本操作的实现和应用。 实验内容： (1)判断一个表达式中的括号（仅有一种括号，小、中或大括号） 是否配对。编写并实现它的算法。 (2)用不同的存储方法，求解上面的问题。 (3)* 若表达式中既有小括号，又有大括号（或中括号），且允许 互相嵌套，但不能交叉，写出判断这样的表达式是否合法的算 法。如 2+3*（4-{5+2}*3）为合法；2+3*（4-{5+2 * 3} 、 2+3*（4-[5+2 * 3）为不合法。
基本概念 数据 数据是信息的载体，在计算机科学中是指所有能输入到计算机中并能被计算机程序识别和处理的符号 集合。 数据元素数据元素也称为结点，是表示数据的基本单位，在计算机程序中通常作为一个整体进行考虑和处理。 数据项 数据项是构成数据元素的不可分割的最小单位。 数据对象数据对象是具有相同性质的数据元素的集合，是数据的子集。注意：在不产生混淆的情况下，将数据对象简称为数据。 数据结构数据结构是指相互之间存在一定关系的数据元素的集合，即数据结构是一个二元组DataStructure = （D, R），其中D是数据元素的集合，R是D上关系的集合。按照视点的不同，数据结构分为逻辑结构和存储结构。 数据的逻辑结构数据的逻辑结构是指数据元素之间逻辑关系的整体。根据数据元素之间逻辑关系的不同，数据结构分为四类： ⑴ 集合：数据元素之间就是“属于同一个集合”，除此之外，没有任何关系； ⑵ 线性结构：数据元素之间存在着一对一的线性关系； ⑶ 树结构：数据元素之间存在着一对多的层次关系； ⑷ 图结构：数据元素之间存在着多对多的任意关系。 注意：数据结构分为两类：线性结构和非线性结构。 数据的存储结构数据的存储结构又称为物理结构，是数据及其逻辑结构在计算机中的表示。通常有两种存储结构：顺序存储结构和链接存储结构。 顺序存储结构的基本思想是：用一组连续的存储单元依次存储数据元素，数据元素之间的逻辑关系是由元素的存储位置来表示的。 链接存储结构的基本思想是：用一组任意的存储单元存储数据元素，数据元素之间的逻辑关系是用指针来表示的。 注意：存储结构除了存储数据元素之外，必须存储数据元素之间的逻辑关系。 抽象数据类型抽象数据类型是一个数据结构以及定义在该结构上的一组操作的总称。抽象数据类型提供了使用和实现两个不同的视图，实现了封装和信息隐藏。 算法的定义通俗地讲，算法是解决问题的方法，严格地说，算法是对特定问题求解步骤的一种描述，是指令的有限序列。 算法的特性 ⑴ 输入：一个算法有零个或多个输入（即算法可以没有输入），这些输入通常取自于某个特定的对象集合。 ⑵ 输出：一个算法有一个或多个输出（即算法必须要有输出），通常输出与输入之间有着某种特定的关系。 ⑶ 有穷性：一个算法必须总是(对任何合法的输入)在执行有穷步之后结束，且每一步都在有穷时间内完成。 ⑷ 确定性：算法中的每一条指令必须有确切的含义，不存在二义性。并且，在任何条件下，对于相同的输入只能得到相同的输出。 ⑸ 可行性：算法描述的操作可以通过已经实现的基本操作执行有限次来实现。 线性表的定义 线性表简称表，是零个或多个具有相同类型的数据元素的有限序列。数据元素的个数称为线性表的长度，长度等于零时称为空表。 线性表的逻辑关系 在一个非空表L= (a i, a2, , a n)中，任意一对相邻的数据元素和a i之间(1< i < n)存在序偶 关系(a i-i，a i)，且a i-i称为a i的前驱，a i称为的后继。在这个序列中，a i无前驱，a n无后继，其它每个元素有且仅有一个前驱和一个后继。 顺序表的存储结构定义 用MaxSize 表示数组的长度,顺序表的存储结构定义如下： #define MaxSize i00 typedef struct { ElemType data[MaxSize]; // ElemType 表示不确定的数据类型 int length; //length 表示线性表的长度
《数据结构》实验指导 (计算机信息大类适用) 实验报告至少包含以下内容： 实验名称 实验目的与要求: 实验内容与步骤（需要你进行细化）: 实验结果（若顺利完成，可简单说明；若实验过程中遇到问题，也请在此说明） 收获与体会（根据个人的实际情况进行说明，不得空缺） 实验1 大整数加法（8课时） 目的与要求： 1、线性表的链式存储结构及其基本运算、实现方法和技术的训练。 2、单链表的简单应用训练。 3、熟悉标准模版库STL中的链表相关的知识。 内容与步骤: 1、编程实现单链表的基本操作。 2、利用单链表存储大整数（大整数的位数不限）。 3、利用单链表实现两个大整数的相加运算。 4、进行测试，完成HLOJ(https://www.doczj.com/doc/086056959.html,) 9515 02-线性表大整数A+B。 5、用STL之list完成上面的任务。 6、尝试完成HLOJ 9516 02-线性表大菲波数。 实验2 栈序列匹配（8课时） 目的与要求 1、栈的顺序存储结构及其基本运算、实现方法和技术的训练。 2、栈的简单应用训练。 3、熟悉标准模版库STL中的栈相关的知识。 内容与步骤: 1、编程实现顺序栈及其基本操作。 2、对于给出的入栈序列和出栈序列，判断2个序列是否相容。即：能否利用栈 将入栈序列转换为出栈序列。 3、进行测试，完成HLOJ 9525 03-栈与队列栈序列匹配。 4、用STL之stack完成上面的任务。 5、尝试完成HLOJ 9522 03-栈与队列胡同。
实验3 二叉排序树（8课时） 目的与要求 1、二叉树的链式存储结构及其基本运算、实现方法和技术的训练。 2、二叉树的遍历方法的训练。 3、二叉树的简单应用。 内容与步骤: 1、编程实现采用链式存储结构的二叉排序树。 2、实现插入节点的操作。 3、实现查找节点的操作（若查找失败，则将新节点插入二叉排序树）。 4、利用遍历算法对该二叉排序树中结点的关键字按递增和递减顺序输出，完成 HLOJ 9576 07-查找二叉排序树。 5、尝试利用二叉排序树完成HLOJ 9580 07-查找Let the Balloon Rise。 实验4 最小生成树（8课时） 目的与要求 1、图的邻接矩阵存储结构及其相关运算的训练。 2、掌握最小生成树的概念。 3、利用Prim算法求解最小生成树。 实验背景： 给定一个地区的n个城市间的距离网，用Prim算法建立最小生成树，并计算得到的最小生成树的代价。要求显示得到的最小生成树中包括了哪些城市间的道路，并显示得到的最小生成树的代价。 内容与步骤: 1、建立采用邻接矩阵的图。 2、编程实现Prim算法，求解最小生成树的代价。 3、尝试利用Prim算法完成：HLOJ 9561 06-图最小生成树。
《数据结构》实验指导书 贵州大学 电子信息学院 通信工程
目录 实验一顺序表的操作 (3) 实验二链表操作 (8) 实验三集合、稀疏矩阵和广义表 (19) 实验四栈和队列 (42) 实验五二叉树操作、图形或网状结构 (55) 实验六查找、排序 (88) 贵州大学实验报告 (109)
实验一顺序表的操作 实验学时：2学时 实验类型：验证 实验要求：必修 一、实验目的和要求 1、熟练掌握线性表的基本操作在顺序存储和链式存储上的实现。 2、以线性表的各种操作（建立、插入、删除等）的实现为重点。 3、掌握线性表的动态分配顺序存储结构的定义和基本操作的实现。 二、实验内容及步骤要求 1、定义顺序表类型，输入一组整型数据，建立顺序表。 typedef int ElemType; //定义顺序表 struct List{ ElemType *list; int Size; int MaxSize; }; 2、实现该线性表的删除。 3、实现该线性表的插入。 4、实现线性表中数据的显示。 5、实现线性表数据的定位和查找。 6、编写一个主函数，调试上述算法。 7、完成实验报告。 三、实验原理、方法和手段 1、根据实验内容编程，上机调试、得出正确的运行程序。 2、编译运行程序，观察运行情况和输出结果。 四、实验条件 运行Visual c++的微机一台 五、实验结果与分析 对程序进行调试，并将运行结果进行截图、对所得到的的结果分析。 六、实验总结 记录实验感受、上机过程中遇到的困难及解决办法、遗留的问题、意见和建议等，并将其写入实验报告中。
【附录----源程序】 #include 数据结构考研大纲 【硕士研究生考试】 Ⅰ考查目标 计算机学科专业基础综合考试涵盖数据机构、计算机组成原理、操作系统和计算机网络等学科专业基础课程。要求考生比较系统地掌握上述专业基础课程的概念、基本原理和方法，能够运用所学的基本原理和基本方法分析、判断和解决有关理论问题和实际问题。 Ⅱ考试形式和试卷结构 一、试卷满分及考试时间本试卷满分为150分，考试时间为180分钟 二、答题方式答题方式为闭卷、笔试 三、试卷内容结构 数据结构45分计算机组成原理45分 操作系统35分计算机网络25分 四、试卷题型结构单项选择题80分（40小题，每小题2分）综合应用题70分 数据结构 【考查目标】 1.理解数据结构的基本概念；掌握数据的逻辑结构、存储结构及其差异，以及各种基本操作的实现。 2.掌握基本的数据处理原理和方法的基础上，能够对算法进行设计与分析。 3.能够选择合适的数据结构和方法进行问题求解。 一、线性表 （一）线性表的定义和基本操作 （二）线性表的实现 1.顺序存储结构 2.链式存储结构 3.线性表的应用 二、栈、队列和数组 （一）栈和队列的基本概念 （二）栈和队列的顺序存储结构 （三）栈和队列的链式存储结构 （四）栈和队列的应用 （五）特殊矩阵的压缩存储 三、树与二叉树 （一）树的概念 （二）二叉树 1.二叉树的定义及其主要特征 2.二叉树的顺序存储结构和链式存储结构 3.二叉树的遍历 4.线索二叉树的基本概念和构造 5.二叉排序树 6.平衡二叉树 （三）树、森林 1.书的存储结构 2.森林与二叉树的转换 3.树和森林的遍历 （四）树的应用 1.等价类问题 2.哈夫曼（Huffman）树和哈夫曼编码 四、图 （一）图的概念 （二）图的存储及基本操作 1. 邻接矩阵法 2. 邻接表法 （三）图的遍历 1. 深度优先搜索 2. 广度优先搜索 （四）图的基本应用及其复杂度分析 1. 最小（代价）生成树 2. 最短路径 3. 拓扑排序 4. 关键路径 五、查找 （一）查找的基本概念 （二）顺序查找法 （三）折半查找法 （四）B-树 （五）散列（Hash）表及其查找（六）查找算法的分析及应用 六、内部排序 （一）排序的基本概念 （二）插入排序 1. 直接插入排序 2. 折半插入排序 （三）气泡排序（bubble sort）（四）简单选择排序 （五）希尔排序（shell sort）（六）快速排序 （七）堆排序 （八）二路归并排序（merge sort）（九）基数排序 （十）各种内部排序算法的比较（十一）内部排序算法的应用 第一章数据结构概述 基本概念与术语 1．数据：数据是对客观事物的符号表示，在计算机科学中是指所有能输入到计算机中并被计算机程序所处理的符号的总称。 2. 数据元素：数据元素是数据的基本单位，是数据这个集合中的个体，也称之为元素，结点，顶点记录。 (补充：一个数据元素可由若干个数据项组成。数据项是数据的不可分割的最小单位。 ) 3．数据对象：数据对象是具有相同性质的数据元素的集合，是数据的一个子集。(有时候也 叫做属性。) 4．数据结构：数据结构是相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。 (1)数据的逻辑结构：数据的逻辑结构是指数据元素之间存在的固有逻辑关系，常称为数据结构。 数据的逻辑结构是从数据元素之间存在的逻辑关系上描述数据与数据的存储无关，是独立于计算机的。 依据数据元素之间的关系，可以把数据的逻辑结构分成以下几种： 1. 集合：数据中的数据元素之间除了“同属于一个集合“的关系以外，没有其他关系。 2. 线性结构：结构中的数据元素之间存在“一对一“的关系。若结构为非空集合，则除了第一个元素之外，和最后一个元素之外，其他每个元素都只有一个直接前驱和一个直接后继。 3. 树形结构：结构中的数据元素之间存在“一对多“的关系。若数据为非空集，则除了第一个元素 (根)之外，其它每个数据元素都只有一个直接前驱，以及多个或零个直接后继。 4. 图状结构：结构中的数据元素存在“多对多”的关系。若结构为非空集，折每个数据可有多个(或零个)直接后继。 (2)数据的存储结构：数据元素及其关系在计算机内的表示称为数据的存储结构。想要计算机处理数据，就必须把数据的逻辑结构映射为数据的存储结构。逻辑结构可以映射为以下两种存储结构： 1. 顺序存储结构：把逻辑上相邻的数据元素存储在物理位置也相邻的存储单元中，借助元素在存储器中的相对位置来表示数据之间的逻辑关系。 2. 链式存储结构：借助指针表达数据元素之间的逻辑关系。不要求逻辑上相邻的数据元素物理位置上也相邻。 5. 时间复杂度分析：1.常量阶：算法的时间复杂度与问题规模n 无关系T(n)=O(1) 2. 线性阶：算法的时间复杂度与问题规模 n 成线性关系T(n)=O(n) 3. 平方阶和立方阶：一般为循环的嵌套，循环体最后条件为i++ 时间复杂度的大小比较： O(1)< O(log 2 n)< O(n )< O(n log 2 n)< O(n2)< O(n3)< O(2 n ) 《数据结构》实验指导书 实验类别：课内实验实验课程名称：数据结构 实验室名称：软件工程实验室实验课程编号：N02070601 总学时：64 学分： 4 适用专业：计算机科学与技术、网络工程、物联网工程、数字媒体专业 先修课程：计算机科学导论、离散数学 实验在教学培养计划中地位、作用： 数据结构是计算机软件相关专业的主干课程，也是计算机软硬件专业的重要基础课程。数据结构课程实验的目的是通过实验掌握数据结构的基本理论和算法，并运用它们来解决实际问题。数据结构课程实验是提高学生动手能力的重要的实践教学环节，对于培养学生的基本素质以及掌握程序设计的基本技能并养成良好的程序设计习惯方面发挥重要的作用。 实验一线性表的应用（2学时） 1、实验目的 通过本实验，掌握线性表链式存储结构的基本原理和基本运算以及在实际问题中的应用。 2、实验内容 建立某班学生的通讯录，要求用链表存储。 具体功能包括： （1）可以实现插入一个同学的通讯录记录； （2）能够删除某位同学的通讯录； （3）对通讯录打印输出。 3、实验要求 （1）定义通讯录内容的结构体； （2）建立存储通讯录的链表结构并初始化； （3）建立主函数： 1）建立录入函数（返回主界面） 2）建立插入函数（返回主界面） 3）建立删除函数（返回主界面） 4）建立输出和打印函数（返回主界面） I）通过循环对所有成员记录输出 II）输出指定姓名的某个同学的通讯录记录 5）退出 实验二树的应用（2学时） 1、实验目的 通过本实验掌握二叉排序树的建立和排序算法，了解二叉排序树在实际中的应用并熟练运用二叉排序树解决实际问题。 2、实验内容 建立一个由多种化妆品品牌价格组成的二叉排序树，并按照价格从低到高的顺序 打印输出。 3、实验要求 （1）创建化妆品信息的结构体； （2）定义二叉排序树链表的结点结构； （3）依次输入各类化妆品品牌的价格并按二叉排序树的要求创建一个二叉排序树链表；（4）对二叉排序树进行中序遍历输出，打印按价格从低到高顺序排列的化妆品品牌信息。 实验三图的应用（2学时） 《数据结构课程实验》大纲 一、《数据结构课程实验》的地位与作用 “数据结构”是计算机专业一门重要的专业技术基础课程，是计算机专业的一门核心的关键性课程。本课程较系统地介绍了软件设计中常用的数据结构以及相应的存储结构和实现算法,介绍了常用的多种查找和排序技术，并做了性能分析和比较，内容非常丰富。本课程的学习将为后续课程的学习以及软件设计水平的提高打下良好的基础。 由于以下原因,使得掌握这门课程具有较大的难度： （1) 内容丰富,学习量大,给学习带来困难; (2）贯穿全书的动态链表存储结构和递归技术是学习中的重点也是难点; （3）所用到的技术多,而在此之前的各门课程中所介绍的专业性知识又不多，因而加大了学习难度; （４）隐含在各部分的技术和方法丰富,也是学习的重点和难点。 根据《数据结构课程》课程本身的技术特性,设置《数据结构课程实验》实践环节十分重要。通过实验实践内容的训练,突出构造性思维训练的特征，目的是提高学生组织数据及编写大型程序的能力。实验学时为10。 二、《数据结构课程实验》的目的和要求 不少学生在解答习题尤其是算法设计题时，觉得无从下手,做起来特别费劲。实验中的内容和教科书的内容是密切相关的，解决题目要求所需的各种技术大多可从教科书中找到，只不过其出现的形式呈多样化，因此需要仔细体会，在反复实践的过程中才能掌握。 为了帮助学生更好地学习本课程，理解和掌握算法设计所需的技术，为整个专业学习打好基础,要求运用所学知识,上机解决一些典型问题,通过分析、设计、编码、调试等各环节的训练，使学生深刻理解、牢固掌握所用到的一些技术。数据结构中稍微复杂一些的算法设计中可能同时要用到多种技术和方法，如算法设计的构思方法,动态链表,算法的编码,递归技术，与特定问题相关的技术等，要求重点掌握线性链表、二叉树和树、图结构、数组结构相关算法的设计。在掌握基本算法的基础上,掌握分析、解决实际问题的能力。 三、《数据结构课程实验》内容 课程实验共10学时，要求完成以下五个题目: 实习一约瑟夫环问题（2学时） 用循环链表实现约瑟夫环问题，熟悉链表结构的使用。 实习二八皇后问题（2学时) 在8×8的棋盘上放置彼此不受攻击的8个皇后，熟悉递归与回溯程序设计方法。 实习三二叉树基本操作(2学时) 创建、遍历、显示二叉树,通过二叉树的基本操作，掌握树结构的处理方法。 实习四哈夫曼编码与译码 针对字符集A及其各字符的频率值（可统计获得）给出其中给字符哈夫曼编码,并 复习提纲 第一章数据结构概述 基本概念与术语（P3） 1．数据结构是一门研究非数值计算程序设计问题中计算机的操作对象以及他们之间的关系和操作的学科. 2．数据是用来描述现实世界的数字,字符,图像,声音,以及能够输入到计算机中并能被计算机识别的符号的集合 2．数据元素是数据的基本单位 3．数据对象相同性质的数据元素的集合 4．数据结构包括三方面内容:数据的逻辑结构.数据的存储结构.数据的操作. （1）数据的逻辑结构指数据元素之间固有的逻辑关系. （2）数据的存储结构指数据元素及其关系在计算机内的表示 ( 3 ) 数据的操作指在数据逻辑结构上定义的操作算法,如插入,删除等. 5.时间复杂度分析 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1、名词解释：数据结构、二元组 2、根据数据元素之间关系的不同，数据的逻辑结构可以分为 集合、线性结构、树形结构和图状结构四种类型。 3、常见的数据存储结构一般有四种类型，它们分别是___顺序存储结构_____、___链式存储结构_____、___索引存储结构_____和___散列存储结构_____。 4、以下程序段的时间复杂度为___O(N2)_____。 int i,j,x; for(i=0;i 《数据结构实验》实验指导书及答案 信电工程学院计算机科学和技术教研室编 2011.12 数据结构实验所有代码整理 作者郑涛 声明：在这里我整理了数据结构实验的所有代码，希望能对大家的数据结构实验的考试有所帮助，大家可以有选择地浏览，特别针对一些重点知识需要加强记忆（ps:重点知识最好让孙天凯给出），希望大家能够在数据结构实验的考试中取得令人满意的成绩，如果有做的 不好的地方请大家谅解并欢迎予以指正。 实验一熟悉编程环境 实验预备知识： 1．熟悉本课程的语言编译环境（TC或VC），能够用C语言编写完整的程序，并能够发现和改正错误。 2．能够灵活的编写C程序，并能够熟练输入C程序。 一、实验目的 1．熟悉C语言编译环境，掌握C程序的编写、编译、运行和调试过程。 2．能够熟练的将C程序存储到指定位置。 二、实验环境 ⒈硬件：每个学生需配备计算机一台。 ⒉软件：Windows操作系统+Turbo C； 三、实验要求 1．将实验中每个功能用一个函数实现。 2．每个输入前要有输入提示（如：请输入2个整数当中用空格分割：），每个输出数据都要求有内容说明（如：280和100的和是：380。）。 3．函数名称和变量名称等用英文或英文简写（每个单词第一个字母大写）形式说明。 四、实验内容 1．在自己的U盘中建立“姓名+学号”文件夹，并在该文件夹中创建“实验1”文件夹（以后每次实验分别创建对应的文件夹），本次实验的所有程序和数据都要求存储到本文件夹中（以后实验都按照本次要求）。 2．编写一个输入某个学生10门课程成绩的函数（10门课程成绩放到结构体数组中，结构体包括：课程编号，课程名称，课程成绩）。 3．编写一个求10门成绩中最高成绩的函数，输出最高成绩和对应的课程名称，如果有多个最高成绩，则每个最高成绩均输出。 4．编写一个求10门成绩平均成绩的函数。 5．编写函数求出比平均成绩高的所有课程及成绩。 #include 数据结构实验指导书（C语言版） 2017年9月 目录 1、顺序表的实现 (1) 2、链栈的实现 (3) 3、前序遍历二叉树 (5) 4、图的深度优先遍历算法 (7) 5、散列查找 (9) 1、顺序表的实现 1. 实验目的 ⑴掌握线性表的顺序存储结构； ⑵验证顺序表及其基本操作的实现； ⑶理解算法与程序的关系，能够将顺序表算法转换为对应的程序。 2. 实验内容 ⑴建立含有若干个元素的顺序表； ⑵对已建立的顺序表实现插入、删除、查找等基本操作。 3. 实现提示 定义顺序表的数据类型——顺序表结构体SeqList，在SeqList基础上实现题目要求的插入、删除、查找等基本操作，为便于查看操作结果，设计一个输出函数依次输出顺序表的元素。简单起见，本实验假定线性表的数据元素为int型，要求学生： （1）将实验程序调试通过后，用模板类改写； （2）加入求线性表的长度等基本操作； （3）重新给定测试数据，验证抛出异常机制。 4. 实验程序 在编程环境下新建一个工程“顺序表验证实验”，并新建相应文件，文件包括顺序表结构体SeqList的定义，范例程序如下： #define MaxSize 100 /*假设顺序表最多存放100个元素*/ typedef int DataType; /*定义线性表的数据类型，假设为int型*/ typedef struct { DataType data[MaxSize]; /*存放数据元素的数组*/ int length; /*线性表的长度*/ } SeqList; 文件包括建立顺序表、遍历顺序表、按值查找、插入操作、删除操作成员函数的定义，范例程序如下： int CreatList(SeqList *L, DataType a[ ], int n) { if (n > MaxSize) {printf("顺序表的空间不够，无法建立顺序表\n"); return 0;} for (int i = 0; i < n; i++) L->data[i] = a[i]; L->length = n; return 1; }最新数据结构考研大纲资料
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