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数据结构实验指导书（C++）-栈、队列、串的操作实验二栈、队列、串的操作实验类型：验证性实验要求：必修实验学时： 2学时一、实验目的：参照给定的栈类和队列类的程序样例，验证给出的栈和队列的常见算法，并结合线性表类实现有关串的操作。
二、实验要求：1、掌握栈、队列、串的特点。
掌握特殊线性表的常见算法。
2、提交实验报告，报告内容包括：目的、要求、算法描述、程序结构、主要变量说明、程序清单、调试情况、设计技巧、心得体会。
三、实验内容：1. 堆栈类测试和应用问题。
要求：(1)设计一个主函数实现对顺序堆栈类和链式堆栈类代码进行测试。
测试方法为：依次把数据元素1,2,3,4,5入栈，然后出栈堆栈中的数据元素并在屏幕上显示。
(2)定义数据元素的数据类型为如下形式的结构体：typedef struct{ char taskname[10];//任务名int taskno; //任务号｝DataType；设计一个包含5个数据元素的测试数据，并设计一个主函数实现依次把5个数据元素入栈，然后出栈堆栈中的数据元素并在屏幕上显示。
2. 队列类测试和应用问题。
要求：设计一个主函数对循环队列类和链式队列类代码进行测试.测试方法为：依次把数据元素1,2,3,4,5入队，然后出队中的数据元素并在屏幕上显示。
3．设计串采用顺序存储结构，编写函数实现两个串的比较Compare(S, T)。
要求比较结果有大于、等于和小于三种情况。
*4. 设计算法利用栈类实现把十进制整数转换为二至九进制之间的任一进制输出。
*5. 设计串采用静态数组存储结构，编写函数实现串的替换Replace(S, start, T, V)，即要求在主串S中，从位置start开始查找是否存在子串T，若主串S中存在子串T，则用子串V替换子串T，且函数返回1；若主串S中不存在子串T，则函数返回０。
并要求设计主函数进行测试。
一个测试例子为：S＝”I am a student”，T=”student”，V=”teacher “。
数据结构实验指导书前言《数据结构》是软件工程等专业的一门核心基础课程，也是很多高校考研专业课之一。
它主要介绍线性结构、树结构、图结构三种逻辑结构元素的存储实现，在此基础上介绍一些典型算法及时、空效率分析。
这门课程的主要任务是培养学生的算法设计能力及良好的程序设计习惯。
通过学习，要求学生能够掌握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。
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、实验目的更好的理解算法的思想、培养算法设计、分析及程序调试能力。
二、实验要求1、每次实验前学生必须根据试验内容认真准备实验程序及调试时所需的输入数据及预期输出数据。
2、独立完成或在指导教师的帮助下，完成实验项目，得出正确的实验结果。
3、遵守实验室规章制度、不缺席、按时上、下机。
4、实验学时内必须做数据结构的有关内容，不允许上网聊天或玩游戏，如发现上述现象，取消本次上机资格，平时成绩扣10分。
5、实验项目有一次未完成，扣5分，两次以上未完成者，平时成绩以零分记，不允许参加期末考试。
三、实验环境 VC++6.0或其它C++集成环境四、说明1、本实验的所有算法中元素类型可以根据实际需要选择。
2、实验题目中带＊者为较高要求，学生可自选；其余部分为基本内容，必须完成，否则实验不合格。
3、数据结构是很多高校的硕士研究生入学考试的专业课之一，希望有志于考研的学生能够在学习过程中注意各种算法的理解，以便为考研做一定的准备。
4、所有实验项目布置在在线评测系统平台（Online Judge System）上，校内访问IP：59.73.73.133，每位学生需实名注册账号，并将完成的实验项目在平台上提交，平台能够实现自动评测。
实验一线性表操作一、实验目的1熟悉并掌握线性表的逻辑结构、物理结构。
2熟悉并掌握顺序表的存储结构、基本操作和具体的函数定义。
3熟悉VC++程序的基本结构，掌握程序中的用户头文件、实现文件和主文件之间的相互关系及各自的作用。
4熟悉VC++操作环境的使用以及多文件的输入、编辑、调试和运行的全过程。
二、实验要求1实验之前认真准备，编写好源程序。
2实验中认真调试程序，对运行结果进行分析，注意程序的正确性和健壮性的验证。
3不断积累程序的调试方法。
三、实验内容基本题:1对元素类型为整型的顺序存储的线性表进行插入、删除和查找操作。
加强、提高题：2、编写一个求解Josephus问题的函数。
用整数序列1, 2, 3, ……, n表示顺序围坐在圆桌周围的人。
然后使用n = 9, s = 1, m = 5，以及n = 9, s = 1, m = 0，或者n = 9, s = 1, m = 10作为输入数据，检查你的程序的正确性和健壮性。
最后分析所完成算法的时间复杂度。
定义JosephusCircle类，其中含完成初始化、报数出圈成员函数、输出显示等方法。
（可以选做其中之一）加强题：（1）采用数组作为求解过程中使用的数据结构。
提高题：（2）采用循环链表作为求解过程中使用的数据结构。
运行时允许指定任意n、s、m数值，直至输入n = 0退出程序。
实验二栈、队列、递归应用一、实验目的1熟悉栈、队列这种特殊线性结构的特性2熟练掌握栈、队列在顺序存储结构和链表存储结构下的基本操作。
二、实验要求1实验之前认真准备，编写好源程序。
2实验中认真调试程序，对运行结果进行分析，注意程序的正确性和健壮性的验证。
3不断积累程序的调试方法。
三、实验内容基本题（必做）：1分别就栈的顺序存储结构和链式存储结构实现栈的各种基本操作。
2、假设以带头结点的循环链表表示队列，并且只设一个指针指向对尾结点，不设头指针，试设计相应的置队空、入队和出队的程序。
加强题：3设线性表A中有n个字符，试设计程序判断字符串是否中心对称，例如xyzyx和xyzzyx都是中心对称的字符串。
数据结构实验指导书一、实验目的数据结构是计算机科学中的重要基础课程，通过实验，旨在帮助学生更好地理解和掌握数据结构的基本概念、原理和算法，提高学生的编程能力和问题解决能力。
具体而言，实验的目的包括：1、加深对常见数据结构（如数组、链表、栈、队列、树、图等）的理解，掌握其特点和操作方法。
2、培养学生运用数据结构解决实际问题的能力，提高算法设计和程序实现的能力。
3、增强学生的逻辑思维能力和调试程序的能力，培养学生的创新意识和团队合作精神。
二、实验环境1、操作系统：Windows 或 Linux 操作系统。
2、编程语言：C、C+＋、Java 等编程语言中的一种。
3、开发工具：如 Visual Studio、Eclipse、Code:：Blocks 等集成开发环境（IDE）。
三、实验要求1、实验前，学生应认真预习实验内容，熟悉相关的数据结构和算法，编写好实验程序的代码框架。
2、实验过程中，学生应独立思考，认真调试程序，及时记录实验过程中出现的问题及解决方法。
3、实验完成后，学生应撰写实验报告，包括实验目的、实验内容、实验步骤、实验结果、问题分析与解决等。
四、实验内容（一）线性表1、顺序表的实现与操作实现顺序表的创建、插入、删除、查找等基本操作。
分析顺序表在不同操作下的时间复杂度。
2、链表的实现与操作实现单链表、双向链表的创建、插入、删除、查找等基本操作。
比较单链表和双向链表在操作上的优缺点。
（二）栈和队列1、栈的实现与应用实现顺序栈和链式栈。
利用栈解决表达式求值、括号匹配等问题。
2、队列的实现与应用实现顺序队列和链式队列。
利用队列解决排队问题、广度优先搜索等问题。
（三）树1、二叉树的实现与遍历实现二叉树的创建、插入、删除操作。
实现二叉树的前序、中序、后序遍历算法，并分析其时间复杂度。
2、二叉搜索树的实现与操作实现二叉搜索树的创建、插入、删除、查找操作。
分析二叉搜索树的性能。
（四）图1、图的存储结构实现邻接矩阵和邻接表两种图的存储结构。
《数据结构》实验指导书第一部分前言一、实验的目的《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。
本课程的另一重要教学目的是训练学生进行复杂程序设计的技能和培养良好程序设计的习惯，要做到这一点，上机实习是必须的。
数据结构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，实验课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，训练学生实际动手进行程序设计和调试程序的能力，加深对数据结构相关概念和算法的理解。
通过完成本实验课程的实验，学生应学会并掌握本课程的基本和重点知识，深刻理解逻辑结构、物理结构和算法设计之间的关系，初步学会算法分析的方法，并能在一定范围内运用所掌握的分析方法进行算法分析，培养软件工作所需要的动手能力和作为一个软件工作者所应具备的科学工作方法和作风。
二、实验前的准备工作1．每个学生需配备一台计算机，操作系统需Windows2000/XP以上版本，软件需Visual C++6.0以上版本。
2．实验前要求学生按实验要求编写好相关实验程序，准备上机调试运行。
三、实验的步骤（一）建立一个文件夹，如“数据结构”，用来存放自己的所有实验程序，在该文件夹中建立子目录用来存放每个项目（一个子目录一个项目），如“顺序表”，项目中需要的所有文件都存在该文件夹中。
（二）新建一个项目文件1．双击Visual C++ 6.0快捷图标，进入Visual C++ 6.0集成开发环境；或者点击“开始”→“程序”→“Microsoft Visual Studio 6.0”→“Microsoft Visual C++ 6.0”进入Visual C++ 6.0集成开发环境。
2．单击“File”菜单，选择“New”命令3．创建一个项目文件并保存在项目所在文件夹中；3. 创建源程序文件并保存在项目所在文件夹中；4．输入源程序；5．单击“保存”按钮保存源程序。
综合实践1(数据结构与算法分析)指导书一、目的和要求数据结构与算法分析综合实践不仅是数据结构与算法分析课程的实践教学环节，而且是一门综合性实验项目。
通过这个实践环节，培养学生综合运用数据结构与算法分析基本知识和程序设计基本知识，解决实际问题，提高程序设计与调试程序的能力。
本综合实践的目的就是要达到理论与实际应用相结合，使同学们能够根据数据对象的特性，学会数据组织的方法，能把现实世界中的实际问题在计算机内部表示出来，并培养基本的、良好的程序设计技能。
具体要求如下：1．学生通过实践掌握线性表、树、图等数据结构的存储结构及算法实现；2．培养利用数据结构知识和基本算法设计方法解决实际问题的能力；3．初步具备查阅资料、分析设计、上机实现和书写科技报告的能力；4．掌握程序测试和调试技术。
二、综合实践的内容及时间安排综合实践要求独立完成，题目自选（参考题目见附录，也可自拟）,但需要老师确认，一人一题，要求有界面进行功能的选择,只能用文件存储数据和处理数据不能使用数据库。
要求在教学周的第16周前完成。
综合实践设计报告内容如下：1、问题描述与分析在该部分先叙述要解决的问题，并给出解决问题的每个模块的功能要求。
2、数据结构设计和基本算法设计方法的选择为完成题目所选择的数据逻辑结构、存储结构及相应算法，说明原因和合理性（主要的成绩考核项，这项内容如果没有，成绩为不合格）。
3、软件结构设计在此说明软件的构架，模块之间的关系。
4、算法设计各个算法的流程图或类C语言描述的算法，算法实现的源程序以及算法分析。
源程序要结构清晰，重点函数的重点变量，重点功能部分要加上清晰的程序注释。
5、调试分析选择测试数据，测试输出的结果，时间复杂度和空间复杂度的分析。
6、总结1）综合实践过程的收获；2）遇到问题以及解决问题的思路和方法；3）程序调试能力的思考；4）在综合实践设计过程中对《数据结构与算法分析》课程的认识等内容。
三、基本要求1、参加综合实践的学生要珍惜机会、勤奋工作、勇于创新、勇于探索、勇于实践，虚心向指导教师请教，向同学学习，独立完成设计任务。
《数据结构》实验指导书软件学院2011年9月概述实习目的和要求《数据结构》在计算机科学中是一门实践性较强的专业基础课, 上机实习是对学生的一种全面综合训练, 是与课堂听讲、自习和练习相辅相成的必不可少的一个教学环节。
实习着眼于原理与应用的结合, 使学生学会把学到的知识用于解决实际问题, 起到深化理解和灵活掌握教学内容的目的。
同时, 通过本课程的上机实习, 使学生在程序设计方法及上机操作等基本技能和科学作风方面受到比较系统和严格的训练。
实习包括的步骤1. 简要描述题目要求, 对问题的描述应避开算法及所涉及的数据类型, 只是对所需完成的任务做出明确的陈述, 例如输入数据的类型、值的范围以及输入的形式, 输出数据的类型、值的范围以及输出的形式。
2. 选定数据结构, 写出算法, 根据自顶向下发展算法的方法, 首先描述算法的基本思想, 然后进行算法细化, 再对所设计的算法的时间复杂性和空间复杂性进行简单分析。
3. 准备好上机所需的程序, 选定一种程序设计语言（如C 语言）, 手工编好上机程序, 并进行反复检查, 使程序中的逻辑错误和语法错误减少到最低程度。
对程序中有疑问的地方, 应做出标记, 以便在上机时给予注意。
4．上机输入和调试程序, 在调试程序过程中除了系统的问题以外, 一般应自己独立解决。
在程序调试通过后, 打印输出程序清单和运行结果。
5．上机结束后, 总结和整理实习报告。
实习报告的内容1．简述题目要解决的问题是什么, 并说明输入和输出数据的形式。
2．简述存储结构和算法的基本思想。
3．列出调试通过的源程序。
4．列出上面程序对应的运行结果。
分析程序的优缺点、时空性能以及改进思想, 写出心得体会。
实验一线性表一. 目的与要求本次实习的主要目的是为了使学生熟练掌握线性表的基本操作在顺序存储结构和链式存储结构上的实现, 提高分析和解决问题的能力。
要求仔细阅读并理解下列例题, 上机通过, 并观察其结果, 然后独立完成后面的实习题。
《数据结构》实验指导书计算机专业实验中心编2020年7月25日目录《数据结构》上机实验内容和要求............................. 错误!未定义书签。
实验一、顺序表的实现及应用................................. 错误!未定义书签。
实验二、链表的实现及应用................................... 错误!未定义书签。
实验三、栈的实现及应用..................................... 错误!未定义书签。
实验四、队列的实现及应用................................... 错误!未定义书签。
实验五、二叉树操作及应用................................... 错误!未定义书签。
实验六、图的遍历操作及应用................................. 错误!未定义书签。
实验七、查找算法的实现..................................... 错误!未定义书签。
实验八、排序算法的实现..................................... 错误!未定义书签。
《数据结构》上机实验内容和要求通过上机实验加深对课程内容的理解，增加感性认识，提高程序设计、开发及调试能力。
本实验指导书适用于16学时《数据结构》实验课，实验项目具体内容如下：实验报告要求请按照实验教师要求，按时提交实验报告电子版文件。
实验报告格式可个性化定义，内容包括但不限于以下内容：1、题目、姓名、学号、班级（首页）2、需求分析：陈述程序设计的任务，强调程序要做什么，明确规定：（1）输入的形式和输出值的范围；（2）输出的形式；（3）程序所能达到的功能；（4）测试数据：包括正确的输入输出结果和错误的输入及输出结果。
3、概要设计：说明用到的数据结构定义、主程序的流程及各程序模块之间的调用关系。
数据结构实验指导书实验一线性表[实验目的]1．了解顺序表的结构特点及有关概念，掌握顺序表建立、插入、删除的基本操作算法。
2．了解单链表的结构特点及有关概念，掌握单链表建立、插入、删除的基本操作算法。
[实验内容]1．顺序表的实践。
1)建立4个元素的顺序表list[]={2，3，4，5}，实现顺序表建立的基本操作。
2)在list[]={2，3，4，5}的元素4和5之间插入一个元素9，实现顺序表插入的基本操作。
3)在list[]={2，3，4，9，5}中删除指定位置（i=3）上的元素9，实现顺序表的删除的基本操作。
2．单链表的实践。
1)建立一个包括头结点和3个结点的（4，2，1）的单链表，实现单链表建立的基本操作。
2)在已建好的单链表中的指定位置（x=2）插入一个结点3，实现单链表插入的基本操作。
3)在一个包括头结点和4个结点的（4，2，3，1）的单链表的指定位置删除一个结点，实现单链表删除的基本操作。
[实验要点及说明]线性表（linear list）是n（n≥0）个数据元素a1，a2，…a n组成的有限序列。
其中n 称为数据元素的个数或线性表的长度，当n=0时称为空表，n>0时称为非空表。
通常将非空的线性表记为（a1，a2，…,a n），其中的数据元素a i（1≤i≤n）是一个抽象的符号，a i是第i个数据元素,称i为数据元素a i在线性表中的位置。
其具体含义在不同情况下是不同的，即它的数据类型可以根据具体情况而定，本书中，我们将它的类型设定为elemtype，表示某一种具体的已知数据类型。
顺序表也称为线性表的顺序存储结构。
其存储方式为：在内存中用一组地址连续的存储单元依次存储线性表的数据元素，但该连续存储空间的大小要大于或等于顺序表的长度。
一般让线性表中第一个元素存放在连续存储空间第一个位置，第二个元素紧跟着第一个之后，其余依此类推。
可定义顺序表如下：#define maxnumelemtype list[maxnum];int num=-1;线性表的链式存贮结构，也称为链表。
数学与计算机科学学院计算机科学与技术专业
《数据结构》课程实验
指导手册
目录
实验1：顺序表的定义及其相关操作算法的实现 (1)
实验2：链表的定义及其相关操作算法的实现 (2)
实验3：栈和队列的定义及其基本操作算法的实现 (4)
实验4：串模式匹配算法的设计与实现 (5)
实验5：二叉树的创建、遍历及其它基本操作的实现 (6)
实验6：哈夫曼树及哈夫曼编码的算法实现 (7)
实验7：查找算法的实现（1） (8)
实验8：查找算法的实现（2） (9)
实验9：几个主要排序算法的实现与比较 (10)
实验1：顺序表的定义及其相关操作算法的实现
实验2：链表的定义及其相关操作算法的实现
实验3：栈和队列的定义及其基本操作算法的实现
实验4：串模式匹配算法的设计与实现
实验5：二叉树的创建、遍历及其它基本操作的实现
实验6：哈夫曼树及哈夫曼编码的算法实现
实验7：查找算法的实现（1）
实验8：查找算法的实现（2）
实验9：几个主要排序算法的实现与比较。
