实验一线性表的链式存储结构
一、实验目的：
1．掌握线性表的链式存储结构。
2．熟练地利用链式存储结构实现线性表的基本操作。
3．能熟练地掌握链式存储结构中算法的实现。
二、实验内容：
1．用头插法或尾插法建立带头结点的单链表。
2．实现单链表上的插入、删除、查找、修改、计数、输出等基本操作。
三、实验要求：
1. 根据实验内容编写程序，上机调试、得出正确的运行程序。
2. 写出实验报告（包括源程序和运行结果）。
四、实验学时：2学时
五、实验步骤：
1．进入编程环境，建立一新文件；
2. 参考以下相关内容，编写程序，观察并分析输出结果。
①定义单链表的数据类型，然后将头插法和尾插法、插入、删除、查找、修改、计数、输出等基本操作都定义成子函数的形式，最后在主函数中调用它，并将每一种操作前后的结果输出，以查看每一种操作的效果。
②部分参考程序
//单链表的建立(头插法)，插入，删除，查找、修改、计数、输出
#include
#define elemtype int
struct link
{ elemtype data；//元素类型
link *next；//指针类型，存放下一个元素地址
};
//头插法建立带头结点的单链表
link *hcreat()
{ link s,p;
elemtype i;
cout<<”输入多个结点数值(用空格分隔)，为0时算法结束”；
cin>>i；
p=new link；
p->next=NULL；
while(i) //当输入的数据不为0时，循环建单链表
{s=new link；
s->data=i；
s->next=p->next；
p->next=s；
cin>>i；}
return p；
}
//输出单链表
void print(1ink *head)
{
1ink *p；
p=head->next；
while(p->next!=NULL)
{
cout<
}
cout<
cout< } ∥在单链表head中查找值为x的结点 Link *Locate(1ink *head，elemtype x) { Link *p； p=head->next； while((p!=NULL)&&(p->data!=x)) p=p->next； return p；} //在head为头指针的单链表中，删除值为x的结点 void deletel(1ink *head，elemtype x) { 1ink *p，*q； q=head； p=head->next； while((p!=NULL)&&(p->data!=x)) { q=p； p=p->next；} If(p==NULL) cout<<“要删除的结点不存在”； else q->next=p ->next； } } //在头指针head所指的单链表中，在值为x的结点之后插入值为y的结点void insert(1ink *head，elemtype x，elemtype y) ｛link *p，*s； s=new link； s->data=y； if(head->next==NULL) //链表为空 { head->next=s； s->next=NULL： } p=Locate(head，x)；//调用查找算法‘ if(p==NULL) cout<<”插入位置非法”： else (s->next=p->next； p->next=s； } } //将单链表p中所有值为x的元素修改成y void change(1ink *p,elemtype x,elemtype y) { link *q； q=p->next； while(q!=NULL) { if(q->data==x) q->data=y； q=q->next； } } void count(1ink *h) //统计单链表中结点个数 { 1ink *p；int n=0； p=h->next； while(p!=NULL) {n++；p=p->next；} return n; } void main() elemtype x，y； link *p，*q； p=hcreat()；//头插法建立链表 print(p)；//输出刚建立的单链表 cout<<”请输入要删除的元素”； cin>>y； deletel(p，y)； print(p)；//输出删除后的结果 cout<<”请输入插入位置的元素值(将待插元素插入到它的后面)”; cin>>x； cout<<”请输入待插元素值”； cin>>y； insert(p，x，y)； print(p)；//输出插入后的结果 cout<<”请输入要修改前、后的元素值”; cin>>x>>y； change(p，x，y)； print(p)； cout<<”请输入要查找的元素值”； cin>>x； q=Locate(p，x)； if(q==NULL)cout< else cout< n=count(p)； cout<<”链表中结点个数为：”< } //单链表的建立(尾插法)、插入、删除、查找、修改、计数、输出 #include #define elemtype int struct link { elemtype data；//元素类型 link *next；//指针类型，存放下-个元素地址 }； //尾插法建立带头结点的单链表 link *rcreat() {link *s，*p，*r； elemtype i； cout<<”输入多个结点数值(用空格分隔)，为0时算法结束”； p=r=new link； p->next=NULL； while(i) {s=new link； s->data=i； r->next=s； r=s； cin>>i；} r->next=NULL； return p； } //输出单链表 void print(1ink *head) {link *p； p=head->next； while(p->next!=NULL) { cout< p=p->next； ) cout< cout< } link *Locate(1ink *head，int x) ∥在单链表中查找第x个结点{link *p； p=head； int j=0； while((p!=NULL)&&(j {p=p->next; j++；} return p； } void delete I(1ink *head，elemtype x) //在head为头指针的单链表中，删除值为x的结点 { link *p, *q； q=head； p=head->next； while((p!=NULL)&&(p->data!=x)) { q=p； p=p->next；) if(p==NULL)cout<<”要删除的结点不存在“; else { q->next=p->next； delete(p)； } } void insert(1ink *head，int x,elemtype y) //在头指针head所指单链表中，在第x个结点之后插入值为y的结点{link *p，*s； s=new link； s->data=y； if(head->next==NULL)//链表为空 { head->next=s； s->next=NULL： } p=Locate(head，x)；//调用查找算法 if(p==NULL) cout<<”插入位置非法”; else {s->next=p->next； p->next=s； }} void change(1ink *p,elemtype x，elemtype y) {∥将单链表P中所有值为x的元素改成值为y link *q； q=p->next； while(q!=NULL) {if(q->data==x)q->data=y； q=q->next； } } void count(1ink *h) //统计单链表中结点个数 (1ink *p；int n=0； p=h->next； while(p!=NULL) {n++；p=p->next；} retum n; } void main() { int n; link p,q; p=rcreat()；//尾插法建立链表 print(p)；//输出刚建立的单链表 cout<<”请输入要删除的元素”； cin>>y； deletel(p，y)； print(p)；//输出删除后的结果 cout<<”请输入插入位置”; cin>>x； cout<<”请输入待插元素值”； cin>>y； insert(p，x，y)； print(p)；//输出插入后的结果 cout<<”请输入修改前、后的元素值”; cin>>x>>y； change(p，x，y)； print(p)； cout<<“请输入要查找的元素值”; cin>>x； q=Locate(p ,x)； if(q==NULL)cout< else cout< n=count(p)； cout<<”链表中结点个数为：”< } 六、选作实验 试设计一元多项式相加（链式存储）的加法运算。 A（X）=7+3X+9X8+5X9 B（X）=8X+22X7-9X8 1．建立一元多项式； 2．输出相应的一元多项式； 3．相加操作的实现。 实验二循环链表的操作 一、实验目的： 通过本实验中循环链表和双向链表的使用，使学生进一步熟练掌握链表的操作方式。 二、实验内容： 本次实验可以从以下两个实验中任选一个： 1．建立一个单循环链表并实现单循环链表上的逆置。 所谓链表的逆置运算(或称为逆转运算)是指在不增加新结点的前提下，依次改变数据元素的逻辑关系，使得线性表(a l，a2，a3，…，a n)成为(a n，…，a3，a2，a1)。 2. 构建一个双向链表，实现插入、查找和删除操作。 三、实验要求： 1. 根据实验内容编写程序，上机调试、得出正确的运行程序。 2. 写出实验报告（包括源程序和运行结果）。 四、实验学时：2学时 五、实验步骤： 1．进入编程环境，建立一新文件； 2. 参考以下相关内容，编写程序，观察并分析输出结果。 ①建立一个带头结点的单循环链表，从头到尾扫描单链表L，把p作为活动指针，沿着链表向前移动，q作为p前趋结点，r作为q的前趋结点。其中，q的next值为r；r的初值置为head。 ②双向链表的构造与单链表相同，至于它的插入与删除运算比单链表复杂，插入运算需要4步操作，删除运算需要2步操作，注意语句的次序，不要任意交换位置，以免不能正确插入或删除结点。 ③部分参考程序 //循环链表 ∥头文件h1．h的内容 #define NULL 0 #include #include typedef struct node {int num； struct node *next； }linklist； ∥以下是主程序 #include”h1．h” ∥输出循环链表的信息 void output(linklist *head) {linklist *p； p=head->next； while(p!=head) {printf(”％d”，p->num)； p=p->next； } printf(”\n”)； } //建立单循环链表 Linklist *creat(int n) { int k; linklist *head,*r,*p； p=(linklist*)malloc(sizeof(linklist))；head=p； r=p； p->next=p； for(k=1；k<=n；k++) { p=(linklist *)malloc(sizeof(linklist))； p->num=k； r->next=p； r=p； } p->next=head； return(head)； } ∥逆置函数 linklist *invert(linklist *head) { Linklist *p，*q，*r； p=head->next； q=head； while(p!=head) { r=q； q=p； p=p->next； q->next=r； } head->next=q； return(head)； } void main() {int n； Linklist *head； printf(“输入所建立的循环链表的结点个数：\n”)； scanf(“%d”，＆n)； head=creat(n)； printf(”输出建立的单循环链表：\n”)； output(head)； printf(”现在进行逆置! \n”)； head=invert(head)； printf(”输出进行逆置运算后的单循环链表的结点信息! \n”)；output(head)； } //双向链表参考程序 //以下是头文件hh．h的内容 #include #include typedef struct dupnode {int data； struct dupnode *next,*prior； }dulinklist； //以下是主程序的内容 #include”hh．h” //create函数用来构建双向链表 dulinklist *create() {dulinklist *head,*p，*r; int i，n； head=(dulinklist*)malloc(sizeof(dulinklist ))； head->next=NULL； head->prior=NULL； r=head； printf(“请输入所建双向链表中结点的个数：\n”)； scanf(“％d”,＆n)； for(i=l；i<=n；i++) {p=(dulinklist*)malloc(sizeof(dulinklist))； printf(”输入结点的值：\n”)； scanf(”%d’，&p->data)； p->next=NULL； r->next=p； p->prior=r； r=r->next； } return(head)； } //find函数用来实现在双向链表中按序号查找某个结点的功能。void find(dulinklist *h) { int k,i； dulinklist *p； p=h； i=0： printf(”输入要查找结点的序号：\n”)； scanf(”%d”,&k)； while((p!=NULL)&&(i { p=p->next； i++： } if(p) {printf(”所查到的结点的值为：\n”)； printf(”%d\n”,p->data)； } else printf(”没找到该结点! \n”)； } //insdulist函数用来实现在双向链表中按序号插入结点的功能dulinklist *insdulist(dulinklist *head，int i，int x) {dulinklist *p，*s； int j； p=head；j=0； whi1e((p->next!=head)&&(j { p=p->next； j++； } If(j==i-1) { s＝(dulinklist*)malloc(sizeof(dulinklist))； s->data=x； s->prior=p； s->next=p->next； p->next->prior=s； p->next=s； } else printf(”error\n”)； return head； } //deledulist函数实现在双向链表中按序号删除某个结点的功能dulinklist *deledulist(dulinklist *head，int i) {dulinklist *p； int j； p=head； j=0 while((p->next!=head)&&(j {p=p->next； j++； } If(j==i) {p->prior->next=p->next； p->next->prior=p->prior； free(p)； } else printf(”error \n”)； return head； } //output函数用来输出整个双向链表的结点值 void output(dulinklist *h) { dulinklist *p； p=h->next； while(p!=NULL) {printf(”输出该双向链表的结点，分别为：\n”)； printf(”%d\n”,p->data)； p=p->next； } } void main() {dulinklist *head； int flag=l，i，k，x； while(flag) //flag作为判断循环的标志位 { printf(”1．建立双向链表\n”)； printf(”2．查找某个结点\n”)； printf(”3．插入一个结点\n”)； prtntf(”4．删除一个结点\n”)； printf(”5．退出\n”)； printf(”请输入选择：\n“)； scanf(”%d”，&i)； switch(i) { case 1：head=create0；break； case 2：find(head)；break； case 3：printf(”输入待插的结点的序号及新插入结点的data值. \n”); scanf(”%d%d”，＆k，＆x)； head=insdulist(head，k，x)； output(head)； break； case 4：printf(”输入要删除的结点的序号. \n”)； scanf(”%d，＆k)； head=deledulist(head，k)； output(head)； break； case 5: flag=0； } }//while循环结束 } 此程序不论是插入、查找还是删除运算均是按序号的方式来处理，当然也可改为按结点的值来作相应的处理，试修改以上程序实现按值操作的功能。 六、选作实验 利用单循环链表存储结构，解决约瑟夫（Josephus）环问题。即：将编号是1,2,…,n(n>0)的n个人按照顺时针方向围坐一圈，每人持有一个正整数密码。开始时任选一个正整数作为报数上限值m,从某个人开始顺时针方向自1开始顺序报数，报到m时停止报数，报m的人出列，将他的密码作为新的m值，从他在顺时针方向的下一个人开始重新从1报数，如此下去，直到所有的人全部出列为止。令n最大值取30。设计一个程序，求出出列顺序，并输出结果。 实验三树形结构 一、实验目的： 1．掌握二叉树的数据类型描述及二叉树的特性。 2．掌握二叉树的链式存储结构(二叉链表)的建立算法。 3．掌握二叉链表上二叉树的基本运算的实现。 二、实验内容： 从以下1、2和3、4中各选择一项内容 1. 用递归实现二叉树的先序、中序、后序3种遍历。 2. 用非递归实现二叉树的先序、中序、后序3种遍历。 3. 实现二叉树的层次遍历。 4.将一棵二叉树的所有左右子树进行交换。 三、实验要求： 1. 根据实验内容编程，上机调试、得出正确的运行程序。 2. 写出实验报告（包括源程序和运行结果）。 四、实验学时：4学时 五、实验步骤： 1．进入编程环境，建立一新文件； 2. 参考以下相关内容，编写程序，观察并分析输出结果。 ①将建立二叉树及先序、中序、后序3种遍历算法都写成子函数，然后分别在主函数 中调用它，但在建立二又树中，必须把二叉树看成完全二叉树的形式。若不是完全二叉树，则在输入数据时，用虚结点(不存在)表示(本算法中，用“，”号代替)。 ②用非递归法实现二叉树的遍历 非递归算法中，必须设置堆栈，可以直接用一维数组来代替栈，但必须另外设置栈顶指针。 ③实现二叉树的层次遍历 用一个一维数组代替队列，实现二叉树的层次遍历。 ④将一棵二叉树的所有左右子树进行交换。 本算法只要增加一个实现二叉树左右子树交换的子函数即可。为了便于查看，在主函数将交换前后的三种遍历效果，分别输出。 以下为部分参考程序： //递归实现二叉树的3种遍历 #include typedef char elemtype； struct bitree {定义二叉树数据类型 elemtype data；//结点信息 bitree *lchild，*rchild；//左右孩子 }; bitree *create() //建立二叉链表 { bitree *root, *s，*q[100]；//q为队列，最大空间为100 int front=l，rear=0；//队列头、尾指针 char ch； root=NULL； cout<<”请输入结点值(‘，’为虚结点，‘#’结束)：”< cin>>ch； while(ch!=’#’) {s==NULL； if(ch!=’,’) {s=new bitree； s->data=ch； s->lchild=NULL； s->rchild=NULL； } rear++； q[rear]=s；//进队 if(rear==1) root=s； else {if((s!=NULL)&&(q[front]!=NULL)) {if(rear%2==0) q[front]->lchild=s； else q[front]->rchid=s；} if(rear％2==1)front++；//出队 } cin>>ch；｝ return root： } void preorder(bitree *root) //先序遍历 {bitree *p； p=root； if(p!=NULL) {cout< preorder(p->lchild)； preorder(p->rchild)； }} void inorderl(bitree *root) //中序遍历 {bitree*p； p=root； if(p!=NULL) { inorder(p->lchild)； cout< inorder(p->rchild)； }} void postorder( bitree *root) //后序遍历 { bitree *p； p=root； if(p!=NULL) { postorder(p->lchild)； postorder(p->rchild)； cout< }} void main() {bitree *root； root=create()；//建立二叉链表 cout<<”先序遍历的结果”< preorder(root)；cout< cout<<”中序遍历的结果”< inorder(root)；cout< cout<<”后序遍历的结果”< postorder(root)；cout< } //用非递归实现二叉树的3种遍历，部分遍历程序如下：void preorderl(bitree *root) //先序遍历 {bitree *p，*s[100]；//s为堆栈 int top=0；//top为栈顶指针 p=root； while((p!=NULL)||(top>0)) { while(p!=NULL) {cout< s[++top]=p；//进栈 p=p->lchild； } p=s[top--]；//退栈 p=p->rchild； } } void inorderl(bitree*root) //中序遍历{bitree*p，*s[100]； int top=0； p=root； while((p!=NULL)Il(top>O)) { while(p!=NULL) {s[++top]=p；p=p->lchild；} {p=s[top--]； cout< p=p－>rchild； ｝ ｝ ｝ void postorderl( bitree *root) //后序遍历(bitree *p *sl[100]； int s2[100]，top=0，b； p=root； do {while(p!=NULL) {s1[top]=p；s2[top++]=0； p=p->lchild；) if(top>0) (b=s2[--top]； p=s1[top]； if(b==0) {sl[top]=p；s2[top++]=l； p=p->rchild；} else {cout< p=NULL； } } }while(top>0)； } / /建立二叉链表参考前述程序 //按照层次遍历二叉链表 #include typedef char elemtype； struct bitree { elemtype data；//结点信息 bitree *lchild，*rchild；//左右孩子}; //按层次遍历二叉树(建立二叉链表同前) void lorder(bitree *t) { bitree q[100]，*p；//q代表队列int f,r; //f，r类似于队列头、尾指针q[1]=t；f=r=l； cout<<”按层次遍历二叉树的结果为：”; while if<==r) { p=q[f]；f++；//出队 cout< if(P->lchild!=NULL) { r++；q[r]=p->lchild；} //入队 if p->rchild!=NULLl． { r++；q[r]=p->rchild;} //入队} cout< } void main() {bitree *t； t=create0；//建立二叉链表 lorder(t)；//：按层次遍历二叉树 } //将二叉树的左右子树进行交换 void leftOright(bitree *r) {bitree *root=r; if (root!=NULL) { leftOright(root->lchild); leftOright(root->rchild); bitree *t=root->lchild; root->lchild=root->rchild; root->rchild=t; }} //主函数 void main() {bitree *root； root=create()；//建立二叉链表 cout< cout<<”先序遍历的结果”< preorder(root)；cout< cout<<”中序遍历的结果”< inorder(root)；cout< cout<<”后序遍历的结果”< postorder(root)；cout< } leftTOright(root)； cout< cout<<”先序遍历的结果”< preorder(root)；cout< cout<<”中序遍历的结果”< inorder(root)；cout< cout<<”后序遍历的结果”< postorder(root)；cout< } 六、选作实验 1.给定权值5,29,7,8,14,23,3,11，建立哈夫曼树，输出哈夫曼编码。 2.对上述给定的哈夫曼树及得到的哈夫曼编码，试输入一串二进制编码，输出它的哈夫曼译码。 算法提示： 将建立哈夫曼树、实现哈夫曼编、哈夫曼译码都定义成子函数的形式，然后在主函数调用它们。 建立哈夫曼树时，将哈夫曼树的结构定义为一个结构型的一维数组，每个元素含有四项：双亲、左孩子、右孩子。给定的权值可以从键盘输入，要输出所建立的哈夫曼树，只要输出哈夫曼树的一维数组中全部元素即可。 要实现哈夫曼编码，只要在所建立的哈夫曼树上进行二进制编码：往左走，编码为0，往右走，编码为1，然后将从根结点到树叶中所有0、l排列起来，则得到该树叶的哈夫曼编 码。哈夫曼编码可以用一个结构型的一维数组保存，每个元素包含：编码、编码的开始位置、编码所对应的字符等3项。 哈夫曼译码，就是将输入的编码还原成对应的字符。 实验四图的遍历操作 一、实验目的： 1. 掌握图的含义。 2. 掌握用邻接矩阵和邻接表的方法描述图的存储结构。 3. 理解并掌握深度优先遍历和广度优先遍历的存储结构。 二、实验内容： 从以下1、2和3、4中各选择一项内容 1. 建立无向图的邻接矩阵，并实现插入、删除边的功能。 2. 建立有向图的邻接表，并实现插入、删除边的功能。 3. 建立一个包含6个结点的图，并实现该图的深度优先搜索遍历。 4. 建立一个包含6个结点的图，并实现该图的广度优先搜索遍历。 三、实验要求： 1. 根据实验内容编程，上机调试、得出正确的运行程序。 2. 写出实验报告（包括源程序和运行结果）。 四、实验学时：4学时 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 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"< 线性表 代码一 #include "stdio.h" #include "malloc.h" #define OK 1 #define ERROR 0 #define OVERFLOW -2 #define LIST_INIT_SIZE 100 #define LISTINCREMENT 10 typedef struct { int * elem; int length; int listsize; }SqList; int InitList_Sq(SqList *L) { L->elem = (int*)malloc(LIST_INIT_SIZE*sizeof(int)); if (!L->elem) return ERROR; L->length = 0; L->listsize = LIST_INIT_SIZE; return OK; } int ListInsert_Sq(SqList *L, int i,int e) { int *p,*newbase,*q; if (i < 1 || i > L->length+1) return ERROR; if (L->length >= L->listsize) { newbase = (int *)realloc(L->elem,(L->listsize+LISTINCREMENT)*sizeof (int)); if (!newbase) return ERROR; L->elem = newbase; L->listsize += LISTINCREMENT; } q = &(L->elem[i-1]); //插入后元素后移for(p=&(L->elem[L->length-1]);p>=q;p--) *(p+1)=*p; *q=e; L->length++; return OK; } int ListDelete_Sq(SqList *L, int i, int *e) { 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。 #include return q; } void Delete_m(Link &L, Link p, Link q)//删除第m个{ p->next = q->next; free(q); } void main() { Link L, p, q; int n, m; L = NULL; InitList(L);//构造出一个只有头结点的空链表 printf("请输入初始密码人数每个人的密码：\n"); scanf("%d", &m);//初始密码为m scanf("%d", &n);// Creatlinklist(n, L);//构建 p = L; for (int i = 1; i <= n; i++) { q = Locate_m(p, m);//找到第m个 printf("%d", q->num); Delete_m(L, p, q);//删除第m个 } system("pause"); } 《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/7a3190911.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 顺序表的基本操作 #include int j=0; while(L.data[j]!=x) j++; if(j==https://www.doczj.com/doc/7a3190911.html,st) { cout<<"所查找值不存在！"< 《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; } 《数据结构实验》的实验题目及实验报告模板 实验一客房管理（链表实验） ●实现功能：采用结构化程序设计思想，编程实现客房管理程序的各个功能函数，从而熟练 掌握单链表的创建、输出、查找、修改、插入、删除、排序和复杂综合应用等操作的算法 实现。以带表头结点的单链表为存储结构，实现如下客房管理的设计要求。 ●实验机时：8 ●设计要求： #include #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数据结构课程实验指导书
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