《数据结构》实验指导书（适用于计算机科学与技术、软件工程专业）
编写人：李军
信息科学与工程学院
软件工程教研室
2012-8
前言
《数据结构》是计算机科学与技术、网络工程等专业的专业基础必修课，主要介绍如何合理地组织数据、有效地存储和处理数据，正确地设计算法以及对算法进行分析和评价。本课程的学习应使学生深刻地理解数据结构的逻辑结构和物理结构的基本概念及有关算法，培养学生基本的、良好的程序设计技能以及针对具体问题，选择适当的数据结构，设计出有效算法的能力。
《数据结构》是一门理论和实践相结合的课程，它在整个计算机专业教学体系中处于举足轻重的地位，是计算机科学的算法理论基础和软件设计的技术基础，其上机实验的目的主要是编程实现数据结构各章的主要算法，训练学生实际动手进行程序设计和程序调试的能力，加深对数据结构相关概念和算法的理解。
实验一、单链表的基本操作
一、实验目的
1、掌握线性链表的操作特点，即指针是逻辑关系的映像。
2、掌握动态产生单链表的方法。
3、熟练掌握单链表的插入、删除操作特点，即指针赋值的先后次序。
4、熟练掌握单链表的取元素操作
二、实验内容
1、定义单链表类型并动态创建单链表
2、实现线性表链式存储结构下元素的插入操作
3、实现线性表链式存储结构下元素的删除操作
4、实现线性表链式存储结构下取元素操作
三、实验环境
TC或VC++
四、实验步骤
1、单链表的存储定义
typedef struct LNode {
ElemType data; // 数据域
struct LNode *next; // 指针域
} LNode, *LinkList;
2、从键盘上依次输入21、18、30、75、42、56，逆序创建单链表，并输出单链表中的各元素值。
逆序创建单链表算法如下：
void CreateList_L(LinkList &L, int n) {
// 逆序输入n 个数据元素，建立带头结点的单链表
L =(LinkList) malloc(sizeof(Lnode));
L->next = NULL; //建立带头结点的单链表
for (i = n; i > 0; --i) {
p = (LinkList) malloc(sizeof(LNode));
scanf(&p->data); // 输入元素值
p->next = L->next; L->next = p; // 插入
}
} // CreateList_L
3、分别在单链表的第3个位置和第9个位置插入67和10，给出插入成功或失败的信息，并输出单链表中的各元素值。
单链表的插入操作算法如下：
Status ListInsert_L(ListLInk &L, int i, ElemType e){
//在带头结点的单链表L中第i个位置前插入元素
p=L; j=0;
while(p && j if (!p || j>i-1) return ERROR; s=(LinkList)malloc(sizeof(LNode)); s→data=e; s→next=p→next; p→next=s; return OK; }// LinkList_L } 4、删除单链表中的第6个数据元素和第8个数据元素，给出删除成功或失败的信息，并输出单链表中的各元素值。 单链表的删除操作如下： Status ListDelete_L(LinkList L, int i, ElemType &e) { // 删除以L 为头指针(带头结点)的单链表中第i 个结点 p = L; j = 0; while (p->next && j < i-1) { p = p->next; ++j; } // 寻找第i 个结点，并令p 指向其前趋if (!(p->next) || j > i-1) return ERROR; // 删除位置不合理 q = p->next; p->next = q->next; // 删除并释放结点 e = q->data; free(q); return OK; } // ListDelete_L 5、取单链表中的第5个数据元素和第7个数据元素 Status GetElem_L(LinkList L, int i, ElemType &e){ //L为带头结点的单链表的头指针。 //当第i个元素存在时，其值赋给e并返回OK，否则返回ERROR p=L→next; j=1; //初始化 while(p && j p=p→next; ++j; } if ( !p || j>i ) return ERROR; // 第i 个元素不存在 else e=p→data;// 取第i 个元素 return OK; }//GetElem_L 五、问题讨论 1、单链表具有什么优缺点？ 2、单链表的定义与顺序表的定义有什么区别？ 3、逆序创建单链表有什么好处？ 4、为什么单链表中取元素、插入和删除操作在开始不判断给定位置i的合法性？ 5、当给定位置大于单链表长度时，取元素、插入和删除操作分别是如何执行的？ 6、如何改进单链表的定义，使其可以在操作前判断判断给定位置i的合法性？ 六、实验报告内容 1、实验目的 2、实验内容和具体要求 3、完成情况和实验记录，实验记录为实验过程中遇到的问题及解决方法 4、程序清单 5、所输入的数据及相应的运行结果 6、问题回答 7、实验心得 实验二、栈和队列的应用 一、实验目的 1、掌握栈的特点(先进后出FILO)及基本操作,如入栈、出栈等，栈的顺序存储结构和链式存储结构，以便在实际问题背景下灵活应用。 2、掌握队列的特点(先进先出FIFO)及基本操作,如入队、出队等，队列顺序存储结构、链式存储结构和循环队列的实现，以便在实际问题背景下灵。 二、实验内容 1．顺序栈的实现和运算 2．链栈的实现和运算 3．顺序队列的实现和运算 4．链式队列的实现和运算 5．循环队列的实现和运算 三、实验要求 1．用C++/C完成算法设计和程序设计并上机调试通过。 2．撰写实验报告，提供实验结果和数据。 3．分析算法，要求给出具体的算法分析结果，包括时间复杂度和空间复杂度，并简要给出算法设计小结和心得。 四、程序实现 写出每个操作的算法（操作过程） 程序运行情况 五、写出输入数据及运行结果 六、源程序清单。 程序1：顺序栈的实现和运算 #include #define MAXN 26 char stack[MAXN]; int top=0; int push(char x) {if (top >= MAXN) return(1); stack[top++]=x; return(0); } int pop(char *p_y) {if (top == 0) return(1); *p_y = stack[--top]; return(0); } void main() { int i; printf("input the char you want to push\n"); scanf("%c",&ch_x); while(ch_x!='0') if (push(ch_x)==1) printf("failure!\n"); else {printf("success!\n"); printf("input a char for ch_x to push\nch_x="); getchar(); scanf("%c",&ch_x);} i=0; while(stack[i]!='\0') {printf("%c ", stack[i]); i++;} if (pop(&ch_y)==1) printf("failure!\n"); else {printf("success!\n"); printf("The pop char is %c\n",ch_y);} for (i=top-1; i>=0; i--) printf("%c ", stack[i]); } 程序2：链栈的实现和运算 #include #include struct node{char data; struct node *link; }; typedef struct node NODE; NODE * top = NULL; void push_l(char x) {NODE *p; p = (NODE * )malloc(sizeof(NODE)); p->data = x; p->link = top; top = p; } int pop_l(char *p_y) {NODE *p; if (top == NULL) return(1); * p_y = top->data; p = top; top = top->link; free(p); return(0); } void main() { NODE *p; printf("input the char you want to push\n"); scanf("%c",&ch_x); while(ch_x!='0') {push_l(ch_x); getchar(); scanf("%c",&ch_x);} p=(NODE*)malloc(sizeof(NODE)); p=top; while(p!=NULL) {printf("%c ",p->data); p=p->link;} printf("\n"); if (pop_l(&ch_y)==1) printf("failure!\n"); else {printf("success!\n"); printf("The pop char is %c\n",ch_y);} p=(NODE*)malloc(sizeof(NODE)); p=top; while(p!=NULL) {printf("%c ",p->data); p=p->link;} printf("\n"); } 程序3：顺序队列的实现和运算 #include #define MAXN 26 char q[MAXN]; int head = -1, tail = -1; int en_queue(char x ) {if (tail == MAXN-1) return(1); q[++tail] = x; return(0); } int de_queue(char *p_y ) {if (head == tail) return(1); *p_y = q[++head]; return(0); } void main() { int i; char ch_x,ch_y; printf("input the char you want to enqueue\n"); scanf("%c",&ch_x); while(ch_x!='0') if (en_queue(ch_x)==1) printf("failure!\n"); else {printf("success!\n"); printf("input a char for ch_x to enqueue\nch_x="); getchar(); scanf("%c",&ch_x);} i=1; while(q[i]!='\0') {printf("%c ", q[i]); i++;} if (de_queue(&ch_y)==1) printf("failure!\n"); else {printf("success!\n"); printf("The dequeue char is %c\n",ch_y);} for (i=head+1; i<=tail; i++) printf("%c ", q[i]); } 程序4：链式队列的实现和运算 #include #include struct node{char data; struct node * link; }; typedef struct node NODE; NODE *head, *tail; void en_queue_l(char x) {NODE *p; p = (NODE *)malloc(sizeof(NODE)); p->data = x; p->link = NULL; if (head == NULL) head = p; else tail->link = p; tail = p; } int de_queue_l(char *p_y) {NODE *p; if (head == NULL) return(1); *p_y = head->data; p = head; head = head->link; free(p); return(0); } void main() { NODE *p; char ch_x,ch_y; printf("input the char you want to enqueue\n"); scanf("%c",&ch_x); while(ch_x!='0') {en_queue_l(ch_x); getchar(); scanf("%c",&ch_x);} p=(NODE*)malloc(sizeof(NODE)); p=head; while(p!=NULL) {printf("%c ",p->data); p=p->link;} printf("\n"); if (de_queue_l(&ch_y)==1) printf("failure!\n"); else {printf("success!\n"); printf("The dequeue char is %c\n",ch_y);} p=(NODE*)malloc(sizeof(NODE)); p=head; while(p!=NULL) {printf("%c ",p->data); p=p->link;} printf("\n"); } 程序5：循环队列的实现和运算 #include #include #define MAXN 26 char q[MAXN]; int head = 0, tail = 0; int en_c_q(char x) {tail = (tail + 1) % MAXN; if (tail == head) {if (tail == 0) tail = MAXN-1; else tail--; return(1);} q[tail] = x; return(0); } int de_c_q(char *p_y) {if (head == tail) return(1); head = (head+1) % MAXN; *p_y = q[head]; return(0);} void main() { int i; char ch_x,ch_y; printf("input the char you want to enqueue\n"); scanf("%c",&ch_x); while(ch_x!='0') if (en_c_q(ch_x)==1) printf("failure!\n"); else {printf("success!\n"); printf("input a char for ch_x to enqueue\nch_x="); getchar(); scanf("%c",&ch_x);} i=1; while(q[i]!='\0') {printf("%c ", q[i]); i++;} if (de_c_q(&ch_y)==1) printf("failure!\n"); else {printf("success!\n"); printf("The dequeue char is %c\n",ch_y);} for (i=head+1; i<=tail; i++) printf("%c ", q[i]); } 实验三、二叉树的遍历 一、实验目的 1、掌握二叉树的特点及其存储方式。 2、掌握二叉树的创建。 3、掌握二叉树前序、中序、后序遍历的基本方法及应用。 二、实验内容 1、用前序方法建立一棵二叉树。 2、编写前序遍历二叉树的程序。 3、编写中序遍历二叉树的程序。 4、编写后序遍历二叉树的程序。 5、编写统计二叉树叶子结点个数的程序 三、实验环境 TC或VC++ 四、实验步骤 1、二叉树的二叉链表存储类型定义 typedef struct BiTNode { datatype data; struct BiTNode *lchild ,*rchild ; } BiTNode，*BiTree; 2、建立下图所示的二叉树 以字符串的形式“根左子树右子树”定义一棵二叉树时，创建二叉树的算法如下： Status CreateBiTree(BiTree &T) { scanf(&ch); if (ch==' ') T = NULL; else { if (!(T = new BiTNode)) exit(OVERFLOW); T->data = ch; // 生成根结点 CreateBiTree(T->lchild); // 构造左子树 CreateBiTree(T->rchild); // 构造右子树 } return OK; } // CreateBiTree 3、编程实现以上二叉树的前序、中序和后序遍历操作，输出遍历序列（1）先序遍历二叉树的递归算法如下： void Preorder (BiTree T,void( *visit)(TElemType& e)) { // 先序遍历二叉树 if (T) { visit(T->data); // 访问结点 Preorder(T->lchild, visit); // 遍历左子树 Preorder(T->rchild, visit);// 遍历右子树 } } （2）中序遍历二叉树的递归算法如下： void Inorder (BiTree T,void( *visit)(TElemType& e)) { // 中序遍历二叉树 if (T) { Inorder(T->lchild, visit); // 遍历左子树 visit(T->data); // 访问结点 Inorder(T->rchild, visit);// 遍历右子树 } } （3）后序遍历二叉树的递归算法如下： void Postorder (BiTree T,void( *visit)(TElemType& e)) { // 后序遍历二叉树 if (T) { Postorder(T->lchild, visit); // 遍历左子树 Postorder(T->rchild, visit);// 遍历右子树 visit(T->data); // 访问结点 } } （4）先序遍历二叉树的非递归算法如下： Status PreOrderTraverse(BiTree T,Status( *visit)(TElemType& e)){ InitStack(S); p=T; While(p || !StackEmpty(S)){ if (p) {if (!visit(p->data)) return ERROR; Push(S,p);p=p->lchild;} else{ Pop(S,p); p=p->rchild; }//else }//while return OK; } （5）中序遍历二叉树的非递归算法如下： Status InOrderTraverse(BiTree T,Status( *visit)(TElemType& e)){ InitStack(S); p=T; While(p || !StackEmpty(S)){ if (p) {Push(S,p);p=p->lchild;} else{ Pop(S,p); if (!visit(p->data)) return ERROR; p=p->rchild; }//else }//while return OK; } 4、统计以上二叉树中叶子结点的个数 算法基本思想: 先序(或中序或后序)遍历二叉树，在遍历过程中查找叶子结点，并计数。由此，需在遍历算法中增添一个“计数”的参数，并将算法中“访问结点”的操作改为:若是叶子，则计数器增1。 算法如下： void CountLeaf (BiTree T, int& count){ if ( T ) { if ((!T->lchild)&& (!T->rchild)) count++; // 对叶子结点计数 CountLeaf( T->lchild, count); CountLeaf( T->rchild, count); } // if } // CountLeaf 五、问题讨论 1、先序、中序、后序遍历二叉树的区别？ 2、在先序、中序非递归算法中为什么使用栈？能不能借助其它数据结构来实现？ 六、实验报告内容 1、实验目的 2、实验内容和具体要求 3、完成情况和实验记录，实验记录为实验过程中遇到的问题及解决方法 4、程序清单 5、所输入的数据及相应的运行结果 6、问题回答 7、实验心得 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 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。 内容1的知识要点： 图由一个非空的顶点的集合和一个描述顶点之间关系(边)的集合组成。它可以定义为 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中边的集合。 图是一种复杂的数据结构。对于实际问题，需要根据具体图的结构特点以及所要实施的 操作，选择建立合适的存储结构。图的存储结构包括邻接矩阵和邻接表。 邻接矩阵：用一维数据组存储图中顶点的信息，用矩阵表示图中各顶点之间的相邻关系。 它属于静态存储方法。 邻接表：邻接表存储方法是一种顺序存储与链式存储相结合的存储方法。顺序存储部分 用来保存图中顶点的信息，链式存储部分用来保存图中边的信息。 //邻接矩阵的存储结构 typedef struct {int vertex； }node； typedef struct {int adj； }arc； typedef struct {node node[maxnode]； arc arcs[maxnode][maxnode]； }graph； //实现插入、删除边的操作 void ins_arc(graph *g，int v，int w) {g->arcs[v][w].adj=l； return； } void del_arc(graph *g，int v，int w) {g->arc[v][w].adj=0； retum; } //内容1参考程序 #define maxnode 40 #define null 0 #include typedef struct st_arc {int adjvex； int weight； struct st_arc *nextrac； }arcnode； typedef struct {int vertex； struct st_arc *firstarc； }vernode； typedef vernode adjlist[maxnode]； void del_arc(vernode g[]，int v，int w) //删除从顶点v到顶点w 的边 {arcnode *rl,*r2； rl=g[v]．frrstarc； r2=rl； while(r1!=null&&r1->adjvex!=w) {r2=rl; rl=rl->nextarc； } if (rl==null) {printf(”no edge v-w．”)； return； } else if(r1==r2) //当只有一个边结点时 g[v].firstarc=r1->nextarc； else r2->nextarc=r1->nextarc； //有多个边结点时 rl=g[w].firstarc； r2=rl； while(r1!=null&&r1->adjvex!=v) //在以v为头结点的链表中，删除相应的 //边结点 {r2=rl； rl＝rl->nextarc； ｝ if (rl=＝null) {printf(”no edge v-w.”)； return； } else if(r1==r2) g[w].firstarc=rl->nextarc； else r2->nextarc=r1->nextarc； } void print(vernode g[]，int n) //打印图中各结点的结构 {arcnode *q； int i； printf(”adjacency list of the graph：\n”)； for(i=0；i {printf(”\t%d\t”，i)； printf(”%d\t”，g[i].vertex)； q=g[i].firstarc； while(q!=null) {printf(”%d\t”，q->adjvex)； printf(”%d\t”，q->weight)； q=q->nextarc； } printf(”\n”)； } } main() {int i，j，n，k，w，v； arcnode *p，*q； adjlist g； printf(”Input node：”)； //输入图中顶点个数 scanf(”%d”，&n)； for(k=0；k {printf(”node%d=”，k)； scanf(“%d”，＆g[k].vertex)； g[k].firstarc=null； //对顺序存储部分初始化 } for(；；) //输入各边，并将对应的边结点插入到链表中 {printf(”Insert edgei-j，w：”) scanf(”%d”，＆i)； scanf(”%d”，＆j)； scanf(”%d”，＆w)； if（i==-1&＆j=＝-1&&w=-1) break； q=(arcnode*)malloc(sizeof(arcnode))； q->adjvex=j； q->weight=w； q->nextarc=g[i].firstarc； //头指针指向新的边结点 g[i].firstarc=q； p=(arcnode*)malloc(sizeof(arcnode))； p->nextarc=g[i].firstarc； g[i].firstarc=q； p=(arcnode*)malloc(sizeof(arcnode))； p->adjvex=i； p->weight=w； p->nextarc=g[j].firstarc； g[j].firstarc=p； } print(g，n)； printf(”Delete edge V-w：”)； scanf(”%d%d”，＆v，&w)； del_arc(g，v，w)； print(g，n)； } 内容2的知识要点： 构造有向图链接表与无向图链接表的算法区别是：无向图两结点无向对偶，因而邻接表有一定的对偶性；有向图两结点间有向无对偶关系，因而建立邻接表时应根据输入的顶点及边的有向关系建立(当箭头方向离开结点为有关，当箭头方向指向结点为无关)。 //内容2的参考程序 //有向图链表的存储结构为： typedef struct st_arc {int aajvex； //存放依附于该边的另一顶点在一维数组中的序号 int weight； //存放和该边有关的信息，如权值等 struct st_arc *nextarc； //依附于该顶点的下一个边结点的指针 }arcnode； typedef struct {int vertex； //存放与顶点有关的信息 struct st_arc*firstarc； }vernode； //存储顶点信息 typedef vernode adjlist[maxnode]； //参考程序见内容1 内容3的知识要点： 深度优先搜索遍历图的算法：首先访问指定的起始顶点v0，从vo出发，访问vo的一个未被访问过的邻接顶点w1，再从w1出发，访问w1的一个未被访问的顶点w2，然后从w2出发，访问w2的一个未被访问的邻接顶点w3，依此类推，直到一个所有邻接点都被访问过为止。 图采用邻接表作存储结构，图的深度优先遍历次序为 ①→②→④→⑤→⑥→③ 参考程序运行过程中，深度优先遍历时指针p的移动方向示意如图下所示，图中p1、p2、p3、p4、p5和p6为深度优先遍历图的各结点时，指针p的移动次序。 //内容3的参考程序 #define maxnode 40 #define null 0 #include typedef struct st_arc //定义结构体 { int adivex； int weigh； struct st_arc *nextarc； } arcnode； typedef struct {int vertex； struct st_arc *firstarc； }vernode； typedef vernode adjlist[maxnode]； void trave(adjlist g，int n) //采用邻接表作存储结构的/深度优先遍历 {int i，visited[maxnode]； //数组visited标志图中的定点是否已被访问 void dfs()； for(i=0；i visited[i]=0; //数组初始化 for(i=0；i if(visited[i]==0) dfs(g，i，visted)； } void dfs(adjlist g，int k，int visited[]) //从顶点k出发，深度优先遍历图g。 {arcnode *p； int w； visited[k]=1； printf(%d，g[k]，vertex)； p=g[k]，firstarc； while(p!=null) {w=p->adjvex； if(visited[w]==0) dfs(g，w，visited)； p=p->nextarc； } } main() {int i，j，n，k，v； arcnode *p,*q; adjlist g； printf(“Input node：”)； scanf(“%d”，＆n)； for(k=0；k {printf(“node%d=”，k)； g[k].firstarc=null； } for(；；) {printf(“Insert edge i-j:”)； scanf(“%d”，＆i)； scanfi(“%d”，＆j)； if(i==-1&&j==-1) break； q=(arcnode*)malloc(sizeof(arcnode))； q->adjvex=j； q->nextarc=g[i].firstarc； g[i]firstarc=q； p=(arcnode*)malloc(sizeof(arcnode))； p->adjvex=i； p->nextarc=g[i].firstarc; g[i]_firstarc=p；} printf(“dfs：”)； trave(g，n)； //深度优先遍历图。 printf(“\n”); } 内容4的知识要点： 广度优先遍历图的算法：首先访问指定的起始顶点v0,从v0出发，访问v0的所有未被访问的邻接顶点w1，w2，…，wk，然后再依次从w1，w2，…，wk出发，访问所有未被访问过的邻接顶点，依此类推，直到图中所有未被访问过的邻接顶点都被访问过为止。 根据广度优点遍历的规则，在其算法实现中，借助一个队列g－queue来存放已被访问过的顶点。从指定顶点开始，每访问一个顶点，就将它入队并排在队尾，然后从队头取出一个顶点，访问该顶点的所有未被访问的邻接点，依此类推，直至队列为空且图中结点均被访问过为止。 图的广度优先遍历次序为： ①→②→③→④→⑤→⑥ 参考程序运行过程中，广度优先搜索时指针p的移动示意如下图所示，图中片p1、p2、p3、p4、p5和p6为广度优先遍历图的各结点指针p的移动次序。 //内容4的参考程序 #define maxnode 40 #define null 0 #include typedef struct st_arc //定义结构体 { int adivex； int weigh； struct st_arc *nextarc； } arcnode； typedef struct {int vertex； 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) { 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。 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 #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"); } 理工学院实验报告 系部计算机系班级学号 课程名称数据结构实验日期 实验名称链表的基本操作成绩 实验目的： （1）掌握线性表的链式存储结构的特点； （2）掌握线性表的基本操作：初始化、插入、删除、查找数据元素等运算在链式存储结构上的实现。 实验条件：计算机一台，vc++6.0 实验容与算法思想： 容： 建立一有序的链表，实现下列操作： 1.把元素x插入表中并保持链表的有序性； 2.查找值为x的元素，若找到将其删除； 3.输出表中各元素的值。 算法思想：先创建并初始化一个顺序表（void init_linklist(LinkList)），通过循环，输入一串数据void CreateFromTail(LinkList L);创建主函数；编写算法，完成子函数（查找locate，插入insList，删除DelList，输出output）模块；调用子函数，完成实验要求 运行结果： 附：源程序： #include 《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 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 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/da686758.html,st) { cout<<"所查找值不存在！"< 洛阳理工学院实验报告 系部计算机系班级学号姓名 课程名称数据结构实验日期 实验名称链表的基本操作成绩 实验目的： （1）掌握线性表的链式存储结构的特点； （2）掌握线性表的基本操作：初始化、插入、删除、查找数据元素等运算在链式存储结构上的实现。 实验条件：计算机一台，vc++6.0 实验内容与算法思想： 内容： 建立一有序的链表，实现下列操作： 1.把元素x插入表中并保持链表的有序性； 2.查找值为x的元素，若找到将其删除； 3.输出表中各元素的值。 算法思想：先创建并初始化一个顺序表（void init_linklist(LinkList)），通过循环，输入一串数据void CreateFromTail(LinkList L);创建主函数；编写算法，完成子函数（查找locate，插入insList，删除DelList，输出output）模块；调用子函数，完成实验要求 运行结果： 附：源程序： #include 《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） 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 姓名： 学号： 班级： 2010年12月15日 实验一线性表的应用 【实验目的】 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、遍历等）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； 4、通过本章实验帮助学生加深对C语言的使用（特别是函数的参数调用、指针类型的 应用和链表的建立等各种基本操作）。 【实验内容】 约瑟夫问题的实现：n只猴子要选猴王，所有的猴子按1,2，…，n编号围坐一圈，从第一号开始按1,2…，m报数，凡报到m号的猴子退出圈外，如此次循环报数，知道圈内剩下一只猴子时，这个猴子就是猴王。编写一个程序实现上述过程，n和m由键盘输入。【实验要求】 1、要求用顺序表和链表分别实现约瑟夫问题。 2、独立完成，严禁抄袭。 3、上的实验报告有如下部分组成： ①实验名称 ②实验目的 ③实验内容：问题描述：数据描述：算法描述：程序清单：测试数据 算法： #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; } #include 实 验 报 告 一、实验目的 1) 加深对图的表示法和图的基本操作的理解，并可初步使用及操作； 2) 掌握用图对实际问题进行抽象的方法，可以解决基本的问题； 3) 掌握利用邻接表求解非负权值、单源最短路径的方法，即利用Dijkstra 算法求最短 路径，同时掌握邻接表的建立以及使用方法，能够解决相关的问题； 4) 学会使用STL 中的map 抽象实际问题，掌握map ，List,，priority_queue 等的应 用。 二、实验内容与实验步骤 （1） 实验内容： 使用图这种抽象的数据结构存储模拟的欧洲铁路路线图，通过Dijkstra 算法求出欧洲旅行最少花费的路线。该实验应用Dijkstra 算法求得任意两个城市之间的最少路费，并给出路费最少的路径的长度和所经过的城市名。 （2） 抽象数据类型及设计函数描述 1) 抽象数据类型 class City ： 维护一个城市的信息，包括城市名name ，是否被访问过的标记visted ，从某个城市到达该城市所需的总费用total_fee 和总路径长度total_distance ，求得最短路径后路径中到达该城市的城市名from_city 。 class RailSystem ： 用邻接表模拟欧洲铁路系统，该邻接表使用数据结构map 实现，map 的key-value 课程名称：数据结构 班级： 实验成绩： 实验名称：欧洲旅行 学号： 批阅教师签字： 实验编号：实验二 姓名： 实验日期：2013 年6 月 18 日 指导教师： 组号： 实验时间： 值对的数据类型分别为string和list<*Service>，对应出发城市名和该城市与它能 够到达的城市之间的Service链表。 class Service： 为铁路系统模拟了两个城市之间的直接路线，包括两个城市之间直接到达的费用 fee，两城市之间的直接距离distance。 部分设计函数描述 ●RailSystem(const string& filename) 构造函数，调用load_services(string const &filename)函数读取数据 ●load_services(string const &filename) 读取传入的文件中的数据并建立上述两个map以模拟欧洲铁路路线图 ●reset(void) 遍历cities图，初始化所有城市的信息：visted未访问，total_distance最大 值，total_fee费用最大值，from_city为空 ●~RailSystem(void) 析构函数，用delete将两个map中所有使用new操作符开辟的空间删除 ●void output_cheapest_route(const string& from, const string& to, ostream& out); 输出两城市间的最少费用的路径，调用calc_route(string from, string to)函 数计算最少费用 ●calc_route(string from, string to) 使用Dijkstra算法计算from和to两个城市间的最少费用的路径 （3）采用的存储结构 1)map数据结构课程实验指导书
数据结构实验指导书(2016.03.11)
(完整版)数据结构实验报告全集
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数据结构实验报告
数据结构实验指导书(C版)
数据结构上机实验线性表单链表源代码
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