《计算机软件技术基础》实验报告I—数据结构
实验二：停车场管理问题
一、问题描述
1.实验题目：
设停车场是一个可停放n 辆汽车的狭长通道，且只有一个大门可供汽车进出。汽车在停车场内按车辆到达时间的先后顺序，依次由北向南排列（大门在最南端，最先到达的第一辆车停放在车场的最北端）。若停车场内已经停满n辆车，那么后来的车只能在门外的便道上等候。一旦有车开走，则排在便道上的第一辆车即可开入。当停车场内某辆车要离开时，在它之后进入的车辆必须先退出车场为它让路，待该辆车开出大门外，其他车辆再按原次序进入车场。每辆停放在车场的车在它离开停车场时必须按它停留的时间长短缴纳费用。试为停车场编制按上述要求进行管理的模拟程序。
2．基本要求：
以栈模拟停车场，以队列模拟车场外的便道，按照从终端读入数据的序列进行模拟管理。每一组输入数据包括三个数据项：汽车的“到达”（‘A’表示）或“离去”（‘D’表示）信息、汽车标识（牌照号）以及到达或离去的时刻。对每一组输入数据进行操作后的输出信息为：若是车辆到达，则输出汽车在停车场内或者便道上的停车位置；若是车辆离去，则输出汽车在停车场停留的时间和应缴纳的费用（便道上停留的时间不收费）。栈以顺序结构实现，队列以链表结构实现。
3．测试数据：
设n=2,输入数据为：（‘A’，1，5），（‘A’，2，10），（‘D’，1，15），（‘A’，3，20），（‘A’，4，25），（‘A’，5，30），（‘D’，2，35），（‘D’，4，40），（‘E’，0，0）。每一组输入数据包括三个数据项：汽车“到达”或“离去”信息、汽车牌照号码及到达或离去的时刻，其中，‘A’表示到达；‘D’表示离去，‘E’表示输入结束。其中：（‘A’，1，5）表示1号牌照车在5这个时刻到达，而（‘D’，1，15）表示1号牌照车在15这个时刻离去。
二、需求分析
1.程序所能达到的基本可能：
本程序用来模拟一个可停放n辆车的停车场的停车管理问题。用栈和队列模拟停车场及场外通道，输入车辆状态（到达或者离开），车牌号和时间，就可显示停车位置或者该车在停车场停留时间及应缴费用。
2.输入的形式及输入值范围：
程序接受5个命令，分别是：到达（‘A’,车牌号,时间)；离去(‘D’,车牌号,时间)；停车场（‘P’, 0, 0）显示停车场的车数；候车场（‘W’, 0, 0）显示候车场的车数；退出（‘E’, 0, 0）退出程序。
3.输出的形式：
对于车辆到达，要输出汽车在停车场内或者便道上的停车位置；对于车辆离去，则输出汽车在停车场停留的时间和应缴纳的费用（便道上不收费）。用户输入完毕后，程序自动运行输出运行结果。
4.测试数据要求：
设n=2,输入数据为：（‘A’，1，5），（‘A’，2，10），（‘D’，1，15），（‘A’，3，20），（‘A’，4，25），（‘A’，5，30），（‘D’，2，35），（‘D’，4，40），（‘E’，0，0）。每一组输入数据包括三个数据项：汽车“到达”或“离去”信息、汽车牌照号码及到达或离去的时刻，其中，‘A’表示到达；‘D’表示离去，‘E’表示输入结束。其中：（‘A’，1，5）表示1号牌照车在5这个时刻到达，而（‘D’，1，15）表示1号牌照车在15这个时刻离去。三、概要设计
为了实现上述功能，该程序以栈模拟停车场以及临时停放为给要离去的汽车让路而从停车场退出来的汽车的场地，以队列模拟车场外的便道，因此需要栈和队列这两个抽象数据类型。
1.栈抽象数据类型定义：
ADT SqStack{
数据对象：D={ai,bi,ci,di|ai∈int, bi∈int,ci∈int,di∈char),
i =1,2...,n,n≥0}:
数据关系：R={(ai,bi,di,)|ai,bi,di∈D,ai,bi,di∈struct car};
基本操作：
Car_enter(carnum,cartime)//将到达车辆a的信息入栈s或者入队q
Car_Leave(carnum,cartime)；//将待离开车辆d出栈s，并将q中相应车
辆入栈并进行相关的操作
Result(char carmove,int carnum,int cartime)//根据输入信息完成车辆的离
开或者到达
}ADT SqStack
ADT的C语言形式说明：
typedef struct //构造一个顺序栈
{
struct Node1 home[MaxSize];
int stacktop; //栈顶的指针
}Stack;
2.队列抽象数据类型定义
ADT LinkQueue{
数据对象：D={ai,bi,ci|ai∈Qnode*, bi∈Qnode*,ci∈int), i =1,2...,n,n≥0};
数据关系：R=?
基本操作：
Car_enter(carnum,cartime)//将到达车辆a的信息入栈s或者入队q
Car_Leave(carnum,cartime)；//将待离开车辆d出栈s，并将q中相应车
辆入栈并进行相关的操作
Result(char carmove,int carnum,int cartime)//根据输入信息完成车辆的离开或者到达
}ADT LinkQueue
ADT的C语言形式说明：
typedef struct //构建一个链式队列
{
QNode *front,*rear;
}Queue;
void Car_enter(int carnum,int cartime) //到达车辆的信息入栈或者入队
void Car_Leave(int carnum,int cartime)//车离开
int Result(char carmove,int carnum,int cartime)//根据输入信息完成车辆的离开或者达到
3. 主程序流程及其模块调用关系:
1）主程序流程：
主函数提示用户输入指令：到达（‘A’,车牌号,时间)；离去(‘D’,车牌号,时间)；停车场‘P’显示停车场的车数；候车场‘W’显示候车场的车数；退出‘E’退出程序。
调用int Result(char carmove,int carnum,int cartime)根据输入信息完成车辆的离开或者达到。
若输入A则调用Car_enter(int carnum,int cartime) ，创建顺序栈CarS和链式队列CarQ，根据栈是否满决定输入的信息入栈还是入队列。若栈未满，输入的车辆信息入栈，若已满，入队列。
若输入D则调用Car_Leave(int carnum,int cartime)：创建一个临时栈存放退出让路的车，若在车库中找到对应的车，车库中该车后面的车辆信息进入临时栈CarS2，该车出栈，显示车牌号，此时时间，停留时间，应缴费用。临时栈中的车的信息再回到CarS中。此时若队
列CarQ不为空则将队列中车辆信息放入栈CarS中。若在车库中找不到对应的车的车牌号信息，则在表示候车场的队列中找该车信息，如果它在队列的最后，直接出列并输出车牌号，此时时间，停留时间，应缴费用。如果它不在队尾，先把对应信息保存在一个指向队列的指针中，输出车牌号，此时时间，停留时间，应缴费用。删除队列中此结点表示此车离开候车场。
若输入P，则输出车库车辆数PCar；
若输入W，则输出候车场车辆数WCar；
若输入E，则退出程序。
2）调用关系
四、详细设计
1.元素类型、结点类型和结点指针类型：
typedef struct Node1 //构建一个结构体
{
int carnum;
int time;
}Node1;
typedef struct Node2
{
int carnum;
int time;
struct Node2 *next;
}Node2;
2、创建顺序栈
typedef struct //构造一个顺序栈
{
struct Node1 home[MaxSize];
int stacktop; //栈顶的指针
}Stack;
3、创建链式队列
typedef struct //构建一个链式队列
{
Node2 *front,*rear;
}Queue;
4.车辆到达：
void Car_enter(int carnum,int cartime) //到达车辆的信息入栈或者入队
{
if(CarS.stacktop { CarS.home[CarS.stacktop].carnum=carnum;//到达车辆信息放入顺序栈 CarS.home[CarS.stacktop].time=cartime; PCar++;//车库里的车数量+1 printf("%d号车进入停车场! 进入时刻:%d 位置:%d\n",CarS.home[CarS.stacktop].carnum,CarS.home[CarS.stacktop].time,PCar); CarS.stacktop++;//栈顶指针加一 } else //若栈满 { CarQ.front->carnum=carnum; CarQ.front->time=cartime;//到达车辆信息加入到队列中 WCar++; //候车场车辆数+1 printf("%d号车进入候车场! 到达时刻:%d 位置:%d\n",CarQ.front->carnum=carnum,CarQ.front->time=cartime,WCar); CarQ.front->next=(Node2 *)malloc(sizeof(Node2));//分配空间 CarQ.front=CarQ.front->next;//更改队列指针 } } 5.车辆离开 void Car_Leave(int carnum,int cartime)//车离开 { Stack CarS2;//构造一个栈临时存放为了让位退出来的车 int i; int findcar=-1; Node2 *p,*f; CarS2.stacktop=0;//设临时栈CarS2为空 for(i=0;i { if(carnum==CarS.home[i].carnum) { findcar=i;//如果要寻找的车在车库里则让findcar等于车的号码 break; } } if(findcar!= -1) //如果在车库里找到这辆车 { for(;--CarS.stacktop>findcar;CarS2.stacktop++)//将车库里面在i车外面的车移动到临时栈CarS2中 { CarS2.home[CarS2.stacktop].carnum=CarS.home[CarS.stacktop].carnum; CarS2.home[CarS2.stacktop].time=CarS.home[CarS.stacktop].time; } printf("%d号车离开停车场! 离开时刻: %d,停留时长(%d)\n",CarS.home[CarS.stacktop].carnum,cartime,cartime-CarS.home[CarS.stacktop].time); PCar--;//车库内车辆-1 printf("应付停车费%d\n",(cartime-CarS.home[CarS.stacktop].time)*5); for(i=CarS2.stacktop-1;i>=0;i--)//把临时栈里面的车移回去 { CarS.home[CarS.stacktop].carnum=CarS2.home[i].carnum; CarS.home[CarS.stacktop].time=CarS2.home[i].time; CarS.stacktop++; CarS2.stacktop--; } if(CarQ.front!=CarQ.rear)//如果候车场有车，将它移进车库 { CarS.home[CarS.stacktop].carnum=CarQ.rear->carnum;//将队列中的车牌号信息放入栈 CarS.home[CarS.stacktop].time=cartime;//将此时的时刻记录入栈CarS，确保计算费用是从车辆从候车场进入车库后才开始算 CarS.stacktop++; PCar++;//车库车辆数+1 WCar--;//候车场车辆数-1 p=CarQ.rear; CarQ.rear=CarQ.rear->next; free(p); } } else//如果车库中找不到此车，再在候车场找 { p=CarQ.rear; if(p!=CarQ.front&&p->carnum!=carnum) //候车场队列不为空 { f=p->next; while(f!=CarQ.front&&f->carnum!=carnum) { p=f; f=f->next; } if(f->carnum==carnum)//如果寻找的车在便道上，出队列 { findcar=1; p->next=f->next; printf("%d号车离开候车场! 离开时间: %d,停留时长(%d)\n",f->carnum,cartime,cartime-f->time); WCar--; printf("应付停车费: %d\n",(cartime-f->time)*0); free(f); } } if(p->carnum==carnum)//要离开的车在队尾，直接出队 { findcar=1; CarQ.rear=CarQ.rear->next; printf("%d号车离开候车场!离开时间: %d,停留时长(%d))!\n",p->carnum,cartime,cartime-p->time); WCar--; printf("应付停车费: %d\n",(cartime-p->time)*0); free(p); } } if(findcar==-1) printf("%d号车不在停车场中!\n",carnum); } 6.主函数 main() { printf("试验名称：停车场管理问题\n"); printf("学号：\n"); printf("姓名：xx\n"); printf("=========================================================\n"); time_t rawtime1; struct tm * timeinfo1; time (&rawtime1); timeinfo1 = localtime (&rawtime1); //时间函数； printf ("程序运行开始,当前日期和时间: %s", asctime(timeinfo1)); int go=1,carnum,cartime,MM; char carmove; CarS.stacktop=0; CarQ.rear=CarQ.front=(Node2 *)malloc(sizeof(Node2)); while(go) { printf("\n车辆到达请输入A;\n车辆离开请输入D;\n显示停车场内车数请输入P;\n 显示候车场车数请输入W;\n退出程序请输入E:\n"); printf("\n请输入信息:"); carmove=getchar(); printf("\n"); switch(carmove) { case 'A': { printf("%c\n车牌号:\t",carmove); scanf("%d",&carnum); printf("时间:\t"); scanf("%d",&cartime); MM=Result(carmove,carnum,cartime); if(!MM)go=0; break; } case 'D': { printf("%c\n车牌号:\t",carmove); scanf("%d",&carnum); printf("现在时刻:\t"); scanf("%d",&cartime); MM=Result(carmove,carnum,cartime); if(!MM)go=0; break; } case 'W': printf("正在外通道等待的车数量是: %d\n",WCar); break; case 'P': printf("车库内车的数量是: %d\n",PCar); break; case 'E':printf("退出!\n"); time_t rawtime2; struct tm * timeinfo2; time (&rawtime2); timeinfo2 = localtime (&rawtime2); printf ("程序运行结束,当前日期和时间: %s", asctime(timeinfo2)); return 0; } getchar(); } } 五、调试分析 此程序是分模块设计，根据输入的指令调用“到达”和“离开”模块，使车的信息入栈入队，或出栈出队。每次运行后又返回主菜单。程序整体结构清晰，操作方便。 六、使用说明 用户根据提示输入指令：到达输入A,离开输入D，显示车库车辆数输入P，显示候车场车辆数输入W，退出程序输入E。 输入A后，根据提示输入车牌号i和此时时间，将显示“第i号车进入车库！ 时间：位置：”或“第i号车进入候车场！时间：位置：”； 输入D后，根据提示输入车牌号i和此时时间，将显示“第i号车离开车库！时间：停留时间：应缴费用：”。或“第i号车离开候车场！时间：停留时间：应缴费用：”； 输入W后显示“正在外通道等待的车数量是：”； 输入P后显示“车库内车的数量是”； 输入E后退出程序。 七、调试结果 设车库最大容量为2.输入一组数据进行测试：（‘A’，1，5），（‘A’，2，10），（‘D’，1，15），（‘A’，3，20），（‘A’，4，25），（‘A’，5，30），（‘D’，2，35），（‘D’，4，40），（‘E’，0，0）。 初始界面为： 输入到达车辆： 到达车辆超过车库容量时： 输入车辆离开信息： 输入P 输入W： 输入E： 八、遇到的问题和解决方法 1.开始，程序编写完成后虽然没有报错，却不能运行，如图 经检查程序，将Stack *CarS; Queue *CarQ; 这两个指针型变量改成Stack CarS; //用来表示车库的栈Queue CarQ; //用来表示候车场的队列，再次运行发现可以成功运行。 2.当输入上述数据后输入P和W后显示的车辆数不对，当车库内车辆离开时，外通道的车进入车库，但PCar和WCar没有正确跟随变化，如图 经检查程序，在 if(CarQ.front!=CarQ.rear)//如果候车场有车，将它移进车库 { CarS.home[CarS.stacktop].carnum=CarQ.rear->carnum;//将队列中的车牌号信息 放入栈 CarS.home[CarS.stacktop].time=cartime;//将此时的时刻记录入栈CarS，确保计算费用是从车辆从候车场进入车库后才开始算 CarS.stacktop++; p=CarQ.rear; CarQ.rear=CarQ.rear->next; free(p); 这段程序中少了PCar++; WCar--;，加上后再次运行，程序正确。 3.计算费用时发现错误，在候车厅时间也被计入停车费。经检查程序，将 CarS.home[CarS.stacktop].time=CarQ.rear->time; 改成CarS.home[CarS.stacktop].time=cartime;使其计费时间从进入车库开始而不是从达到候车场开始。再次运行发现结果正确。 九、实验收货和感想 这是第一次运用栈和队列的相关知识编写程序，开始看到这个题目感觉挑战很大，从未尝试过这么复杂的一个系统。停车场问题相较与约瑟夫斯问题要复杂得多，分了多个模块。起初编写时漏洞很多，好在当框架出来后各个漏洞都可以被弥补。比如程序刚运行成功时，发现不能显示位置，车库车辆数和候车场车辆数不正确，计费不正确等很多漏洞，但这些细节的小问题都比较容易排查修改，最终终于做出了符合要求的停车场管理系统。当完成后，我对栈和队列的相关算法的理解也更加清晰深刻了。这个程序中还有一些灵活可变的地方，用宏定义定义了车库容量和费用单价，使具体数字可以较为灵活的改变，增加了这个程序的使用价值。计算机实践课程给了我动手操作的机会，使我将理论和实际操作结合起来，更好地理解算法，更快地学会编程。每次编程都感觉收获非常多。练习的越多，对算法语句越是熟练，越能有深刻的理解，不仅帮助我更好的学习《软件技术基础》也为以后我们专业课的道路打好基石，对我们的逻辑能力也是很大的提升。 十、源程序 #include #include #include #define MaxSize 2//车库最大容量 #define fee 10//在车库中停车的单价 typedef struct Node1 //构建一个结构体 { int carnum; int time; }Node1; typedef struct //构造一个顺序栈 { struct Node1 home[MaxSize]; int stacktop; //栈顶的指针 }Stack; typedef struct Node2 { int carnum; int time; struct Node2 *next; }Node2; typedef struct //构建一个链式队列 { Node2 *front,*rear; }Queue; Stack CarS; //用来表示车库的栈 Queue CarQ; //用来表示候车场的队列 int PCar=0;//车库里车的数量 int WCar=0;//候车场的车的数量 void Car_enter(int carnum,int cartime) //到达车辆的信息入栈或者入队 { if(CarS.stacktop { CarS.home[CarS.stacktop].carnum=carnum;//到达车辆信息放入顺序栈 CarS.home[CarS.stacktop].time=cartime; PCar++;//车库里的车数量+1 printf("%d号车进入停车场! 进入时刻:%d 位置:%d\n",CarS.home[CarS.stacktop].carnum,CarS.home[CarS.stacktop].time,PCar); CarS.stacktop++;//栈顶指针加一 } else //若栈满 { CarQ.front->carnum=carnum; CarQ.front->time=cartime;//到达车辆信息加入到队列中 WCar++; //候车场车辆数+1 printf("%d号车进入候车场! 到达时刻:%d 位置:%d\n",CarQ.front->carnum=carnum,CarQ.front->time=cartime,WCar); CarQ.front->next=(Node2 *)malloc(sizeof(Node2));//分配空间 CarQ.front=CarQ.front->next;//更改队列指针 } } void Car_Leave(int carnum,int cartime)//车离开 { Stack CarS2;//构造一个栈临时存放为了让位退出来的车 int i; int findcar=-1; Node2 *p,*f; CarS2.stacktop=0;//设临时栈CarS2为空 for(i=0;i { if(carnum==CarS.home[i].carnum) { findcar=i;//如果要寻找的车在车库里则让findcar等于车的号码 break; } } if(findcar!= -1) //如果在车库里找到这辆车 { for(;--CarS.stacktop>findcar;CarS2.stacktop++)//将车库里面在i车外面的车移动到临时栈CarS2中 { CarS2.home[CarS2.stacktop].carnum=CarS.home[CarS.stacktop].carnum; CarS2.home[CarS2.stacktop].time=CarS.home[CarS.stacktop].time; } printf("%d号车离开停车场! 离开时刻: %d,停留时长(%d)\n",CarS.home[CarS.stacktop].carnum,cartime,cartime-CarS.home[CarS.stacktop].time); PCar--;//车库内车辆-1 printf("应付停车费%d\n",(cartime-CarS.home[CarS.stacktop].time)*5); for(i=CarS2.stacktop-1;i>=0;i--)//把临时栈里面的车移回去 { CarS.home[CarS.stacktop].carnum=CarS2.home[i].carnum; CarS.home[CarS.stacktop].time=CarS2.home[i].time; CarS.stacktop++; CarS2.stacktop--; } if(CarQ.front!=CarQ.rear)//如果候车场有车，将它移进车库 { CarS.home[CarS.stacktop].carnum=CarQ.rear->carnum;//将队列中的车牌号信息放入栈 CarS.home[CarS.stacktop].time=cartime;//将此时的时刻记录入栈CarS，确保计算费用是从车辆从候车场进入车库后才开始算 CarS.stacktop++; PCar++;//车库车辆数+1 WCar--;//候车场车辆数-1 p=CarQ.rear; CarQ.rear=CarQ.rear->next; free(p); } } else//如果车库中找不到此车，再在候车场找 { p=CarQ.rear; if(p!=CarQ.front&&p->carnum!=carnum) //候车场队列不为空 { f=p->next; while(f!=CarQ.front&&f->carnum!=carnum) { p=f; f=f->next; } if(f->carnum==carnum)//如果寻找的车在便道上，出队列 { findcar=1; p->next=f->next; printf("%d号车离开候车场! 离开时间: %d,停留时长(%d)\n",f->carnum,cartime,cartime-f->time); WCar--; printf("应付停车费: %d\n",(cartime-f->time)*0); free(f); } } if(p->carnum==carnum)//要离开的车在队尾，直接出队 { findcar=1; CarQ.rear=CarQ.rear->next; printf("%d号车离开候车场!离开时间: %d,停留时长(%d))!\n",p->carnum,cartime,cartime-p->time); WCar--; printf("应付停车费: %d\n",(cartime-p->time)*0); free(p); } } if(findcar==-1) printf("%d号车不在停车场中!\n",carnum); } int Result(char carmove,int carnum,int cartime)//根据输入信息完成车辆的离开或者达到{ switch(carmove) { case 'A':Car_enter(carnum,cartime);break; case 'D':Car_Leave(carnum,cartime);break; default :printf("输入错误!\n");break; } return 1; } main() { printf("试验名称：停车场管理问题\n"); printf("学号：\n"); printf("姓名：xx\n"); printf("=========================================================\n"); time_t rawtime1; struct tm * timeinfo1; time (&rawtime1); timeinfo1 = localtime (&rawtime1); //时间函数； printf ("程序运行开始,当前日期和时间: %s", asctime(timeinfo1)); 一，实验题目 实验十一：图实验 采用邻接表存储有向图，设计算法判断任意两个顶点间手否存在路径。 二，问题分析 本程序要求采用邻接表存储有向图，设计算法判断任意两个顶点间手否存在路径，完成这些操作需要解决的关键问题是：用邻接表的形式存储有向图并输出该邻接表。用一个函数实现判断任意两点间是否存在路径。 1，数据的输入形式和输入值的范围：输入的图的结点均为整型。 2，结果的输出形式：输出的是两结点间是否存在路径的情况。 3，测试数据：输入的图的结点个数为：4 输入的图的边得个数为：3 边的信息为：1 2，2 3，3 1 三，概要设计 （1）为了实现上述程序的功能，需要： A，用邻接表的方式构建图 B，深度优先遍历该图的结点 C，判断任意两结点间是否存在路径 （2）本程序包含6个函数： a，主函数main（） b，用邻接表建立图函数create_adjlistgraph() c，深度优先搜索遍历函数dfs() d，初始化遍历数组并判断有无通路函数dfs_trave() e，输出邻接表函数print() f，释放邻接表结点空间函数freealgraph() 各函数间关系如右图所示： 四，详细设计 （1）邻接表中的结点类型定义： typedef struct arcnode{ int adjvex; arcnode *nextarc; }arcnode; （2）邻接表中头结点的类型定义： typedef struct{ char vexdata; arcnode *firstarc; }adjlist; （3）邻接表类型定义： typedef struct{ adjlist vextices[max]; int vexnum,arcnum; }algraph; （4）深度优先搜索遍历函数伪代码： int dfs(algraph *alg,int i,int n){ arcnode *p; visited[i]=1; p=alg->vextices[i].firstarc; while(p!=NULL) { if(visited[p->adjvex]==0){ if(p->adjvex==n) {flag=1; } dfs(alg,p->adjvex,n); if(flag==1) return 1; } p=p->nextarc; } return 0; } （5）初始化遍历数组并判断有无通路函数伪代码： void dfs_trave(algraph *alg,int x,int y){ int i; for(i=0;i<=alg->vexnum;i++) visited[i]=0; dfs(alg,x,y); } 五，源代码 #include "stdio.h" #include "stdlib.h" #include "malloc.h" #define max 100 typedef struct arcnode{ //定义邻接表中的结点类型 int adjvex; //定点信息 arcnode *nextarc; //指向下一个结点的指针nextarc }arcnode; typedef struct{ //定义邻接表中头结点的类型 char vexdata; //头结点的序号 arcnode *firstarc; //定义一个arcnode型指针指向头结点所对应的下一个结点}adjlist; typedef struct{ //定义邻接表类型 adjlist vextices[max]; //定义表头结点数组 《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18。 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18学时，要求完成以下六个题目： 实习一约瑟夫环问题（2学时） 重庆文理学院软件工程学院实验报告册 专业：_____软件工程__ _ 班级：_____软件工程2班__ _ 学号：_____201258014054 ___ 姓名：_____周贵宇___________ 课程名称：___ 数据结构 _ 指导教师：_____胡章平__________ 2013年 06 月 25 日 实验序号 1 实验名称实验一线性表基本操作实验地点S-C1303 实验日期2013年04月22日 实验内容1.编程实现在顺序存储的有序表中插入一个元素（数据类型为整型）。 2.编程实现把顺序表中从i个元素开始的k个元素删除（数据类型为整型）。 3.编程序实现将单链表的数据逆置，即将原表的数据（a1,a2….an）变成 (an,…..a2,a1)。（单链表的数据域数据类型为一结构体，包括学生的部分信息：学号，姓名，年龄） 实验过程及步骤1. #include { ElemType elem[MAXSIZE]; /*线性表占用的数组空间*/ int last; /*记录线性表中最后一个元素在数组elem[ ]中的位置（下标值），空表置为-1*/ }SeqList; #include "common.h" #include "seqlist.h" void px(SeqList *A,int j); void main() { SeqList *l; int p,q,r; int i; l=(SeqList*)malloc(sizeof(SeqList)); printf("请输入线性表的长度:"); scanf("%d",&r); l->last = r-1; printf("请输入线性表的各元素值:\n"); for(i=0; i<=l->last; i++) { scanf("%d",&l->elem[i]); } px(l,i); printf("请输入要插入的值:\n"); 数据结构实验报告全集 实验一线性表基本操作和简单程序 1 ．实验目的 （1 ）掌握使用Visual C++ 6.0 上机调试程序的基本方法； （2 ）掌握线性表的基本操作：初始化、插入、删除、取数据元素等运算在顺序存储结构和链表存储结构上的程序设计方法。 2 ．实验要求 （1 ）认真阅读和掌握和本实验相关的教材内容。 （2 ）认真阅读和掌握本章相关内容的程序。 （3 ）上机运行程序。 （4 ）保存和打印出程序的运行结果，并结合程序进行分析。 （5 ）按照你对线性表的操作需要，重新改写主程序并运行，打印出文件清单和运行结果 实验代码： 1）头文件模块 #include iostream.h>// 头文件 #include nodetype *create()// 建立单链表，由用户输入各结点data 域之值， // 以0 表示输入结束 { elemtype d;// 定义数据元素d nodetype *h=NULL,*s,*t;// 定义结点指针 int i=1; cout<<" 建立一个单链表"< 图实验一，邻接矩阵的实现 1.实验目的 （1）掌握图的逻辑结构 （2）掌握图的邻接矩阵的存储结构 （3）验证图的邻接矩阵存储及其遍历操作的实现 2.实验内容 （1）建立无向图的邻接矩阵存储 （2）进行深度优先遍历 （3）进行广度优先遍历 3．设计与编码 MGraph.h #ifndef MGraph_H #define MGraph_H const int MaxSize = 10; template #include 数据结构实验报告 一．题目要求 1）编程实现二叉排序树，包括生成、插入，删除； 2）对二叉排序树进行先根、中根、和后根非递归遍历； 3）每次对树的修改操作和遍历操作的显示结果都需要在屏幕上用树的形状表示出来。 4）分别用二叉排序树和数组去存储一个班(50人以上)的成员信息(至少包括学号、姓名、成绩3项),对比查找效率，并说明在什么情况下二叉排序树效率高,为什么? 二．解决方案 对于前三个题目要求，我们用一个程序实现代码如下 #include 苏州科技学院 数据结构（C语言版） 实验报告 专业班级测绘1011 学号10201151 姓名XX 实习地点C1 机房 指导教师史守正 目录 封面 (1) 目录 (2) 实验一线性表 (3) 一、程序设计的基本思想，原理和算法描述 (3) 二、源程序及注释（打包上传） (3) 三、运行输出结果 (4) 四、调试和运行程序过程中产生的问题及采取的措施 (6) 五、对算法的程序的讨论、分析，改进设想，其它经验教训 (6) 实验二栈和队列 (7) 一、程序设计的基本思想，原理和算法描述 (8) 二、源程序及注释（打包上传） (8) 三、运行输出结果 (8) 四、调试和运行程序过程中产生的问题及采取的措施 (10) 五、对算法的程序的讨论、分析，改进设想，其它经验教训 (10) 实验三树和二叉树 (11) 一、程序设计的基本思想，原理和算法描述 (11) 二、源程序及注释（打包上传） (12) 三、运行输出结果 (12) 四、调试和运行程序过程中产生的问题及采取的措施 (12) 五、对算法的程序的讨论、分析，改进设想，其它经验教训 (12) 实验四图 (13) 一、程序设计的基本思想，原理和算法描述 (13) 二、源程序及注释（打包上传） (14) 三、运行输出结果 (14) 四、调试和运行程序过程中产生的问题及采取的措施 (15) 五、对算法的程序的讨论、分析，改进设想，其它经验教训 (16) 实验五查找 (17) 一、程序设计的基本思想，原理和算法描述 (17) 二、源程序及注释（打包上传） (18) 三、运行输出结果 (18) 四、调试和运行程序过程中产生的问题及采取的措施 (19) 五、对算法的程序的讨论、分析，改进设想，其它经验教训 (19) 实验六排序 (20) 一、程序设计的基本思想，原理和算法描述 (20) 二、源程序及注释（打包上传） (21) 三、运行输出结果 (21) 四、调试和运行程序过程中产生的问题及采取的措施 (24) 五、对算法的程序的讨论、分析，改进设想，其它经验教训 (24) 实验一线性表 一、程序设计的基本思想，原理和算法描述： 程序的主要分为自定义函数、主函数。自定义函数有 InitList_Sq、Out_List、ListInsert_Sq、ListDelete_Sq、LocateElem_Sq 、compare。主函数在运行中调用上述的自定义函数，每个自定义函数实现程序的每部分的小功能。 1.程序设计基本思想 用c语言编译程序，利用顺序存储方式实现下列功能：根据键盘输入数据建立一个线性表，并输出该线性表；然后根据屏幕菜单的选择，可以进行数据的插入、删除、查找，并在插入或删除数据后，再输出线性表；最后在屏幕菜单中选择结束按钮，即可结束程序的运行。 2．原理 线性表通过顺序表现，链式表示，一元多项式表示，其中链式表示又分为静态链表，双向链表，循环链表等，在不同的情况下各不相同，他可以是一个数字，也可以是一个符号，通过符号或数字来实现程序的运行。 3.算法描述 邻接矩阵的实现 1. 实验目的 （1）掌握图的逻辑结构 （2）掌握图的邻接矩阵的存储结构 （3）验证图的邻接矩阵存储及其遍历操作的实现2. 实验内容 （1）建立无向图的邻接矩阵存储 （2）进行深度优先遍历 （3）进行广度优先遍历3．设计与编码MGraph.h #ifndef MGraph_H #define MGraph_H const int MaxSize = 10; template int vertexNum, arcNum; }; #endif MGraph.cpp #include 数据结构实验报告(2015级)及答案 《数据结构》实验报告 专业__信息管理学院______ 年级__2015级___________ 学号___ _______ 学生姓名___ _ _______ 指导老师____________ 华中师范大学信息管理系编 I 实验要求 1．每次实验中有若干习题，每个学生至少应该完成其中的两道习题。 2．上机之前应作好充分的准备工作，预先编好程序，经过人工检查无误后，才能上机，以提高上机效率。 3．独立上机输入和调试自己所编的程序，切忌抄袭、拷贝他人程序。 4．上机结束后，应整理出实验报告。书写实验报告时，重点放在调试过程和小节部分，总结出本次实验中的得与失，以达到巩固课堂学习、提高动手能力的目的。 II 实验内容 实验一线性表 【实验目的】 1．熟悉VC环境，学习如何使用C语言实现线性表的两种存储结构。 2．通过编程、上机调试，进一步理解线性表的基本概念,熟练运用C语言实现线性表基本操作。 3．熟练掌握线性表的综合应用问题。 【实验内容】 1．一个线性表有n个元素（n 的顺序不变。设计程序实现。要求：采用顺序存储表示实现；采用链式存储表示方法实现；比较两种方法的优劣。 2. 从单链表中删除指定的元素x，若x在单链表中不存在，给出提示信息。 要求： ①指定的值x由键盘输入； ②程序能处理空链表的情况。 3．设有头结点的单链表，编程对表中的任意值只保留一个结点，删除其余值相同的结点。 要求： ①该算法用函数（非主函数）实现； ②在主函数中调用创建链表的函数创建一个单链表， 并调用该函数，验证算法的正确性。 LinkedList Exchange（LinkedList HEAD，p）∥HEAD是单链表头结点的指针，p是链表中的一个结点。本算法将p所指结点与其后 继结点交换。 {q=head->next；∥q是工作指针，指向链表中当前待处理结点。 pre=head；∥pre是前驱结点指针，指向q的前驱。 while（q!=null && q!=p）{pre=q；q=q->next；} ∥ 实验项目名称：图的遍历 一、实验目的 应用所学的知识分析问题、解决问题，学会用建立图并对其进行遍历，提高实际编程能力及程序调试能力。 二、实验容 问题描述：建立有向图，并用深度优先搜索和广度优先搜素。输入图中节点的个数和边的个数，能够打印出用邻接表或邻接矩阵表示的图的储存结构。 三、实验仪器与设备 计算机，Code::Blocks。 四、实验原理 用邻接表存储一个图，递归方法深度搜索和用队列进行广度搜索，并输出遍历的结果。 五、实验程序及结果 #define INFINITY 10000 /*无穷大*/ #define MAX_VERTEX_NUM 40 #define MAX 40 #include typedef struct ArCell{ int adj; }ArCell,AdjMatrix[MAX_VERTEX_NUM][MAX_VERTEX_NUM]; typedef struct { char name[20]; }infotype; typedef struct { infotype vexs[MAX_VERTEX_NUM]; AdjMatrix arcs; int vexnum,arcnum; }MGraph; int LocateVex(MGraph *G,char* v) { int c = -1,i; for(i=0;i 实验1 (C语言补充实验) 有顺序表A和B,其元素值均按从小到大的升序排列，要求将它们合并成一 个顺序表C,且C的元素也是从小到大的升序排列。 #include 求A QB #include 2009级数据结构实验报告 实验名称：约瑟夫问题 学生姓名：李凯 班级：21班 班内序号：06 学号：09210609 日期：2010年11月5日 1．实验要求 1）功能描述：有n个人围城一个圆圈，给任意一个正整数m，从第一个人开始依次报数，数到m时则第m个人出列，重复进行，直到所有人均出列为止。请输出n个人的出列顺序。 2）输入描述：从源文件中读取。 输出描述：依次从显示屏上输出出列顺序。 2. 程序分析 1）存储结构的选择 单循环链表 2）链表的ADT定义 ADT List{ 数据对象：D={a i|a i∈ElemSet,i=1,2,3,…n,n≧0} 数据关系：R={< a i-1, a i>| a i-1 ,a i∈D,i=1,2,3,4….,n} 基本操作： ListInit(&L)；//构造一个空的单链表表L ListEmpty(L); //判断单链表L是否是空表，若是，则返回1，否则返回0. ListLength(L); //求单链表L的长度 GetElem（L，i）；//返回链表L中第i个数据元素的值； ListSort(LinkList [内容要求] 1、存储结构：顺序表、单链表或其他存储结构，需要画示意图，可参考书上P59 页图2-9 2.2 关键算法分析 结点类： template 数据结构(C语言版) 实验报告 专业班级学号姓名 实验1 实验题目：单链表的插入和删除 实验目的： 了解和掌握线性表的逻辑结构和链式存储结构，掌握单链表的基本算法及相关的时间性能分析。 实验要求： 建立一个数据域定义为字符串的单链表，在链表中不允许有重复的字符串；根据输入的字符串，先找到相应的结点，后删除之。 实验主要步骤： 1、分析、理解给出的示例程序。 2、调试程序，并设计输入数据（如：bat，cat，eat，fat，hat，jat，lat，mat，#），测 试程序的如下功能：不允许重复字符串的插入；根据输入的字符串，找到相应的结点并删除。 3、修改程序： （1）增加插入结点的功能。 （2）将建立链表的方法改为头插入法。 程序代码: #include"" #include"" #include"" #include"" typedef struct node . . 示意图： head head head 心得体会： 本次实验使我们对链表的实质了解更加明确了，对链表的一些基本操作也更加熟练了。另外实验指导书上给出的代码是有一些问题的，这使我们认识到实验过程中不能想当然的直接编译执行，应当在阅读并完全理解代码的基础上再执行，这才是实验的意义所在。 实验2 实验题目：二叉树操作设计和实现 实验目的： 掌握二叉树的定义、性质及存储方式，各种遍历算法。 实验要求： 采用二叉树链表作为存储结构，完成二叉树的建立，先序、中序和后序以及按层次遍历 的操作，求所有叶子及结点总数的操作。 实验主要步骤： 1、分析、理解程序。 2、调试程序，设计一棵二叉树，输入完全二叉树的先序序列，用#代表虚结点（空指针）， 如ABD###CE##F##，建立二叉树，求出先序、中序和后序以及按层次遍历序列，求 所有叶子及结点总数。 实验代码 #include"" #include"" #include"" #define Max 20 ertex=a; irstedge=NULL; irstedge; G->adjlist[i].firstedge=s; irstedge; R[i] 留在原位 数据结构实验报告-答案 数据结构(C语言版)实验报告专业班级学号姓名实验1实验题目：单链表的插入和删除实验目的：了解和掌握线性表的逻辑结构和链式存储结构，掌握单链表的基本算法及相关的时间性能分析。 实验要求：建立一个数据域定义为字符串的单链表，在链表中不允许有重复的字符串；根据输入的字符串，先找到相应的结点，后删除之。 实验主要步骤：1、分析、理解给出的示例程序。 2、调试程序，并设计输入数据（如：bat，cat，eat，fat，hat，jat，lat，mat，#），测试程序的如下功能：不允许重复字符串的插入；根据输入的字符串，找到相应的结点并删除。 3、修改程序：（1）增加插入结点的功能。 （2）将建立链表的方法改为头插入法。 程序代码:#include“stdio.h“#include“string.h“#include“stdlib.h“#include“ctype. h“typedefstructnode//定义结点{chardata[10];//结点的数据域为字符串structnode*next;//结点的指针域}ListNode;typedefListNode*LinkList;//自定义LinkList单链表类型LinkListCreatListR1();//函数，用尾插入法建立带头结点的单链表LinkListCreatList(void);//函数，用头插入法建立带头结点的单链表ListNode*LocateNode();//函数，按值查找结点voidDeleteList();//函数，删除指定值的结点voidprintlist();//函数，打印链表中的所有值voidDeleteAll();//函数，删除所有结点，释放内存 附录A 实验报告 课程：数据结构（c语言）实验名称：图的建立、基本操作以及遍历系别：数字媒体技术实验日期： 12月13号 12月20号 专业班级：媒体161 组别：无 姓名：学号： 实验报告内容 验证性实验 一、预习准备： 实验目的： 1、熟练掌握图的结构特性，熟悉图的各种存储结构的特点及适用范围； 2、熟练掌握几种常见图的遍历方法及遍历算法； 实验环境：Widows操作系统、VC6.0 实验原理： 1.定义： 基本定义和术语 图(Graph)——图G是由两个集合V(G)和E(G)组成的,记为G=(V,E)，其中：V(G)是顶点(V ertex)的非空有限集E(G)是边(Edge)的有限集合，边是顶点的无序对(即：无方向的，（v0,v2）)或有序对（即：有方向的, 无向图中顶点V i的度TD(V i)是邻接矩阵A中第i行元素之和有向图中， 顶点V i的出度是A中第i行元素之和 顶点V i的入度是A中第i列元素之和 邻接表 实现：为图中每个顶点建立一个单链表，第i个单链表中的结点表示依附于顶点Vi的边（有向图中指以Vi为尾的弧） 特点: 无向图中顶点Vi的度为第i个单链表中的结点数有向图中 顶点Vi的出度为第i个单链表中的结点个数 顶点Vi的入度为整个单链表中邻接点域值是i的结点个数 逆邻接表：有向图中对每个结点建立以Vi为头的弧的单链表。 图的遍历 从图中某个顶点出发访遍图中其余顶点，并且使图中的每个顶点仅被访问一次过程.。遍历图的过程实质上是通过边或弧对每个顶点查找其邻接点的过程，其耗费的时间取决于所采用的存储结构。图的遍历有两条路径：深度优先搜索和广度优先搜索。当用邻接矩阵作图的存储结构时，查找每个顶点的邻接点所需要时间为O（n2），n为图中顶点数；而当以邻接表作图的存储结构时，找邻接点所需时间为O（e），e 为无向图中边的数或有向图中弧的数。 实验内容和要求： 选用任一种图的存储结构，建立如下图所示的带权有向图： 要求：1、建立边的条数为零的图； 《数据结构》实验报告 ◎实验题目: 无向图的建立与遍历 ◎实验目的：掌握无向图的邻接链表存储，熟悉无向图的广度与深度优先遍历。 ◎实验内容：对一个无向图以邻接链表存储，分别以深度、广度优先非递归遍历输出。 一、需求分析 1.本演示程序中，输入的形式为无向图的邻接链表形式，首先输入该无向图的顶点数和边数，接着输入顶点信息，再输入每个边的顶点对应序号。 2.该无向图以深度、广度优先遍历输出。 3.本程序可以实现无向图的邻接链表存储，并以深度、广度优先非递归遍历输出。 4.程序执行的命令包括：（1）建立一个无向图的邻接链表存储（2）以深度优先遍历输出（3）以广度优先遍历输出（4）结束 5.测试数据： 顶点数和边数：6,5 顶点信息：a b c d e f 边的顶点对应序号： 0,1 0,2 0,3 2,4 3,4 深度优先遍历输出： a d e c b f 广度优先遍历输出： a d c b e f 二概要设计 为了实现上述操作，应以邻接链表为存储结构。 1.基本操作： void createalgraph(algraph &g) 创建无向图的邻接链表存储 void dfstraverseal(algraph &g,int v) 以深度优先遍历输出 void bfstraverseal(algraph &g,int v) 以广度优先遍历输出 2.本程序包含四个模块： （1）主程序模块 （2）无向图的邻接链表存储模块 （3）深度优先遍历输出模块 （4）广度优先遍历输出模块 3.模块调用图： 三详细设计 1.元素类型，结点类型和指针类型：typedef struct node { int adjvex; struct node *next; }edgenode; typedef struct vnode { char vertex; edgenode *firstedge; }vertxnode; typedef vertxnode Adjlist[maxvernum]; typedef struct { Adjlist adjlist; int n,e; }algraph; edgenode *s; edgenode *stack[maxvernum],*p; 2.每个模块的分析： （1）主程序模块 int main() 数据结构教程 上机实验报告 实验七、图算法上机实现 一、实验目的： 1.了解熟知图的定义和图的基本术语，掌握图的几种存储结构。 2.掌握邻接矩阵和邻接表定义及特点，并通过实例解析掌握邻接矩阵和邻接表的类型定义。 3.掌握图的遍历的定义、复杂性分析及应用，并掌握图的遍历方法及其基本思想。 二、实验内容： 1.建立无向图的邻接矩阵 2.图的xx优先搜索 3.图的xx优先搜索 三、实验步骤及结果： 1.建立无向图的邻接矩阵： 1)源代码： #include "stdio.h" #include "stdlib.h" #define MAXSIZE 30 typedefstruct{charvertex[MAXSIZE];//顶点为字符型且顶点表的长度小于MAXSIZE intedges[MAXSIZE][MAXSIZE];//边为整形且edges为邻近矩阵 }MGraph;//MGraph为采用邻近矩阵存储的图类型 voidCreatMGraph(MGraph *g,inte,int n) {//建立无向图的邻近矩阵g->egdes，n为顶点个数，e为边数inti,j,k; printf("Input data of vertexs(0~n-1): \n"); for(i=0;i 2011~2012第一学期数据结构实验报告 班级：信管一班 学号：201051018 姓名：史孟晨 实验报告题目及要求 一、实验题目 设某班级有M（6）名学生，本学期共开设N（3）门课程，要求实现并修改如下程序（算法）。 1. 输入学生的学号、姓名和 N 门课程的成绩（输入提示和输出显示使用汉字系统）， 输出实验结果。（15分） 2. 计算每个学生本学期 N 门课程的总分，输出总分和N门课程成绩排在前 3 名学 生的学号、姓名和成绩。 3. 按学生总分和 N 门课程成绩关键字升序排列名次，总分相同者同名次。 二、实验要求 1．修改算法。将奇偶排序算法升序改为降序。（15分） 2．用选择排序、冒泡排序、插入排序分别替换奇偶排序算法,并将升序算法修改为降序算法；。（45分）） 3．编译、链接以上算法，按要求写出实验报告（25）。 4. 修改后算法的所有语句必须加下划线，没做修改语句保持按原样不动。 5．用A4纸打印输出实验报告。 三、实验报告说明 实验数据可自定义，每种排序算法数据要求均不重复。 (1) 实验题目：《N门课程学生成绩名次排序算法实现》； (2) 实验目的：掌握各种排序算法的基本思想、实验方法和验证算法的准确性； (3) 实验要求：对算法进行上机编译、链接、运行； (4) 实验环境（Windows XP-sp3,Visual c++)； (5) 实验算法（给出四种排序算法修改后的全部清单）； (6) 实验结果（四种排序算法模拟运行后的实验结果）； (7) 实验体会（文字说明本实验成功或不足之处）。 三、实验源程序（算法） Score.c #include "stdio.h" #include "string.h" #define M 6 #define N 3 struct student { char name[10]; int number; int score[N+1]; /*score[N]为总分,score[0]-score[2]为学科成绩*/ }stu[M]; void changesort(struct student a[],int n,int j) {int flag=1,i; struct student temp; while(flag) { flag=0; for(i=1;i数据结构实验十一：图实验
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