《数据结构与算法分析》课程设计：顺序表、单链表、顺序栈、查找、排序算法

数据结构与算法分析实验报告一、实验目的本次实验旨在通过实际操作和分析，深入理解数据结构和算法的基本概念、原理和应用，提高解决实际问题的能力，培养逻辑思维和编程技巧。

二、实验环境本次实验使用的编程语言为 Python，使用的开发工具为 PyCharm。

操作系统为 Windows 10。

三、实验内容（一）线性表的实现与操作1、顺序表的实现使用数组实现顺序表，包括插入、删除、查找等基本操作。

通过实验，理解了顺序表在内存中的存储方式以及其操作的时间复杂度。

2、链表的实现实现了单向链表和双向链表，对链表的节点插入、删除和遍历进行了实践。

体会到链表在动态内存管理和灵活操作方面的优势。

（二）栈和队列的应用1、栈的实现与应用用数组和链表分别实现栈，并通过表达式求值的例子，展示了栈在计算中的作用。

2、队列的实现与应用实现了顺序队列和循环队列，通过模拟银行排队的场景，理解了队列的先进先出特性。

（三）树和二叉树1、二叉树的遍历实现了先序、中序和后序遍历算法，并对不同遍历方式的结果进行了分析和比较。

2、二叉搜索树的操作构建了二叉搜索树，实现了插入、删除和查找操作，了解了其在数据快速查找和排序中的应用。

（四）图的表示与遍历1、邻接矩阵和邻接表表示图分别用邻接矩阵和邻接表来表示图，并比较了它们在存储空间和操作效率上的差异。

2、图的深度优先遍历和广度优先遍历实现了两种遍历算法，并通过对实际图结构的遍历，理解了它们的应用场景和特点。

（五）排序算法的性能比较1、常见排序算法的实现实现了冒泡排序、插入排序、选择排序、快速排序和归并排序等常见的排序算法。

2、算法性能分析通过对不同规模的数据进行排序实验，比较了各种排序算法的时间复杂度和空间复杂度。

四、实验过程及结果（一）线性表1、顺序表在顺序表的插入操作中，如果在表头插入元素，需要将后面的元素依次向后移动一位，时间复杂度为 O(n)。

删除操作同理，在表头删除元素时，时间复杂度也为 O(n)。

C语言算法设计与分析排序查找和算法C语言算法设计与分析：排序、查找和算法C语言作为一门广泛应用于计算机领域的编程语言，算法设计与分析是每个程序员都需要掌握的重要技能之一。

本文将介绍C语言中常用的排序算法、查找算法以及一些常见的算法技巧，并详细分析它们的原理和实现方法。

一、排序算法1. 冒泡排序（Bubble Sort）冒泡排序是最简单的排序算法之一。

它的基本思想是通过相邻元素之间的比较和交换来将序列中的较大元素逐步向右移动。

具体实现时，从待排序序列的左侧开始，将较大的元素向右冒泡，直至序列有序。

冒泡排序的时间复杂度为O(n^2)。

2. 插入排序（Insertion Sort）插入排序的思想是将待排序序列分为已排序和未排序两部分，从未排序序列中选择元素并插入到已排序序列的适当位置。

具体实现时，从待排序序列的左侧开始，逐个将元素插入到已排序序列中的正确位置，直至序列有序。

插入排序的时间复杂度为O(n^2)，但在部分有序的序列中具有较好的性能。

3. 快速排序（Quick Sort）快速排序是一种高效的排序算法，它的基本思想是通过每一趟排序将待排序序列分割成独立的两部分，其中一部分的所有元素小于另一部分的所有元素，并分别对这两部分进一步排序。

具体实现时，选择一个基准元素，将小于基准的元素放到左侧，大于基准的元素放到右侧，然后对左右两部分分别进行递归排序。

快速排序的平均时间复杂度为O(nlogn)。

二、查找算法1. 顺序查找（Sequential Search）顺序查找是一种简单直观的查找算法。

它的基本思想是从待查找的序列的左侧开始，逐个比较序列中的元素和待查找元素，直到找到匹配的元素或查找结束。

顺序查找的时间复杂度为O(n)。

2. 二分查找（Binary Search）二分查找是一种高效的查找算法，但要求待查找序列必须是有序的。

它的基本思想是通过每一次查找将待查找序列划分为两部分，并将中间元素与待查找元素进行比较，进而确定下一次查找的范围。

数据结构、算法及线性表总结⼀、思维导图⼆、重要概念1.算法分析：1.时间复杂度分析：T（n）与函数规模⼤⼩相关。

2.空间复杂度分析：与临时变量所占空间有关。

3.递归算法时间与空间复杂度：都应该写出递推式，通过求解递推式来获得时间复杂度和空间复杂度。

2.线性表：1.顺序表：有随机存取特性，但其算法时间主要花费在删除和插⼊元素时元素移动上。

2.链表：不需要移动元素，没有随机存取特性，算法时间主要花费在遍历元素上。

3.队列：1.⼀种操作受限的线性表，仅允许在表⼀端进⾏插⼊，在表另⼀端进⾏删除。

删除⼀端为队头或队⾸，插⼊⼀端为队尾。

因⽽队列⼜称为先进先出表。

2.顺序队：初始化队列时：front与rear指针为-1。

1.判断队空条件:q->front==q->rear;2.判断队满条件：q->rear=MaxSize-1（数组最⼤下标）。

3.进队：rear加⼀，将元素放⼊data数组rear位置；4.出队：将front加⼀，取出data数组front位置元素。

3.环形队：初始化时front与rear指针为0。

1.进队：rear=（rear+1）%MaxSize2.出队：front=（front+1）%MaxSize3.判断队空条件：q->rear==q->front4.判断队满条件：(q->rear+1)%MaxSize=q->front作⽤：解决了队列的假溢出问题，但队⾥最多只有MaxSize-1个元素。

4.链队：1.链队不存在队满溢出问题。

可使⽤c++的头⽂件<queue>使⽤。

3.栈：1.特点：后进先出表。

2.顺序栈：进栈：top++；出栈：top--；3. 链栈同样没有链满问题。

参考：可⽤c++头⽂件<stack>。

4.串：串是由字符数据组成的有限序列1.顺序串与链串2.难点：串的模式匹配：BF算法：⽬标串的第⼀个字符开始和模式串第⼀个字符匹配，匹配成功，⽐较⽬标串和模式串的后续元素（即i++，j++），匹配失败，⽬标串回溯到刚开始元素的后续元素。

《数据结构》教学大纲一、课程基本信息课程名称：数据结构总学时：64（理论课内学时48,上机课内学时16）课程设计：24课程类型：必修课考试形式：半开卷考试讲课对象：计算机本科建议教材：《数据结构》（C语言版）陈明编著清华大学出版社课程简介：数据结构课程介绍如何组织各种数据在计算机中的存储、传递和转换。

内容包括：数组、链接表、栈和队列、串、树与森林、图、排序、查找、索引与散列结构等。

课程以结构化程序设计语言C语言作为算法的描述工具，强化数据结构基本知识和结构化程序设计基本能力的双基训练。

为后续计算机专业课程的学习打下坚实的基础。

二、课程的教学目标“数据结构”是计算机相关专业的一门重要专业基础课，是计算机学科的公认主干课。

课程内容由数据结构和算法分析初步两部份组成。

数据结构是针对处理大量非数值性程序问题而形成的一门学科，内涵丰富、应用范围广。

它既有完整的学科体系和学科深度，又有较强的实践性。

通过课程的学习，应使学生理解和掌握各种数据结构（物理结构和逻辑结构）的概念及其有关的算法；熟悉并了解目前常用数据结构在计算机诸多领域中的基本应用。

算法分析强调最基本的算法设计技术和分析方法。

要求学生从算法和数据结构的相互依存关系中把握应用算法设计的艺术和技能。

经过上机实习和课程设计的训练，使学生能够编制、调试具有一定难度的中型程序；以培养良好的软件工程习惯和面向对象的软件思维方法。

“数据结构”的前序课是《离散数学》、《C语言程序设计与算法初步》。

三、理论教学内容的基本要求及学时分配1、序论（2学时）学习目标：熟悉各类文件的特点，构造方法以及如何实现检索，插入和删除等操作。

重点与难点：本章无。

知识点：数据、数据元素、数据结构、数据类型、抽象数据类型、算法及其设计原则、时间复杂度、空间复杂度。

2、线性表(4学时)学习目标：(1)了解线性表的逻辑结构特性是数据元素之间存在着线性关系，在计算机中表示这种关系的两类不同的存储结构是顺序存储结构和链式存储结构。

北京物资学院信息学院实验报告
课程名_数据结构与算法
实验名称查找与排序
实验日期年月日实验报告日期年月日姓名______ ___ 班级_____ ________ 学号___
一、实验目的
1.掌握线性表查找的方法；
2.了解树表查找思想；
3.掌握散列表查找的方法.
4.掌握插入排序、交换排序和选择排序的思想和方法；
二、实验内容
查找部分
1.实现顺序查找的两个算法（P307）, 可以完成对顺序表的查找操作, 并根据查到和未查到两种情况输出结果；
2.实现对有序表的二分查找；
3.实现散列查找算法(链接法)，应能够解决冲突；
排序部分
4.分别实现直接插入排序、直接选择排序、冒泡排序和快速排序算法
三、实验地点与环境
3.1 实验地点
3.2实验环境
(操作系统、C语言环境)
四、实验步骤
（描述实验步骤及中间的结果或现象。

在实验中做了什么事情, 怎么做的, 发生的现象和中间结果, 给出关键函数和主函数中的关键段落）
五、实验结果
六、总结
（说明实验过程中遇到的问题及解决办法；个人的收获；未解决的问题等）。

《数据结构与算法》教学大纲
一、数据结构与算法教学大纲
数据结构与算法是计算机科学领域的基础，在计算机工程专业的学习和实践中有着重要的地位。

本课程旨在让学生掌握基本的数据结构、算法理论和实现技术，提高其计算机应用的能力。

1.数据结构
（1）线性结构
（a）线性表：顺序表、链表、栈、队列以及相关算法的实现分析
（b）稀疏矩阵的存储及算法
（c）串的基本操作及相关算法
（2）非线性结构
（a）树与二叉树：二叉树的存储、遍历及算法
（b）图：邻接表与邻接矩阵的存储方式，最短路径、最小生成树的求解
2.算法
（1）算法概念：算法的特征、分析及评价、设计的基本方法
（2）排序算法：冒泡排序、快速排序、折半插入排序、希尔排序及其它复杂度下的排序算法比较
（3）查找算法：二叉排序树、散列表及其它查找算法比较
（4）图算法：深度优先、广度优先等图算法
（5）贪心算法及其应用
（6）分治策略及应用
（7）动态规划及应用
3.数据结构和算法的应用
（1）图像处理和计算机视觉：图像缩放和滤波、边缘提取、轮廓绘制及相关算法。

数据结构与算法详解数据结构和算法是计算机科学中非常重要的两个概念。

数据结构是一种数据组织和存储方式，它能够提高数据的访问和处理效率。

算法是一种解决问题的具体步骤，可以优化问题的解决方式。

在计算机科学中，数据结构和算法被广泛应用于软件开发、数据处理、计算机通信等方面。

本文将深入介绍数据结构和算法的相关内容。

一、常用数据结构常见的数据结构有数组、链表、堆、栈、队列、散列表、二叉树等。

下面依次介绍这些数据结构的特点。

1. 数组数组是一种线性结构，由一组相同类型的元素组成并按照一定的顺序存储。

数组具有下标定位和随机访问等优点，适用于元素较少且随机查询比较频繁的情况。

2. 链表链表也是一种线性结构，由一系列不同类型的数据节点组成。

每个节点包含一个数据项和指向下一个节点的指针。

链表具有灵活的插入和删除操作，适用于元素较多且数据分散的情况。

3. 堆堆是一种特殊的树形结构，它满足父节点的键值总是大于或等于子节点的键值。

堆常用于优先队列、排序等场景中。

4. 栈栈是一种特殊的线性结构，它的数据存储在一个简单的表中，只有在表的一端进行插入和删除操作。

栈的操作是“后进先出”，适用于回溯、表达式求值等场景中。

5. 队列队列也是一种特殊的线性结构，它的数据存储在一个简单的表中，只能从表的一端进行插入，从另一端进行删除。

队列的操作是“先进先出”，适用于排队、广度优先搜索等场景中。

6. 散列表散列表也叫哈希表，是一种根据键值(key)而直接访问到值(value)的数据结构。

散列表通过哈希函数将键映射到表中位置，从而实现快速查找。

7. 二叉树二叉树是一种特殊的树形结构，每个节点最多有两个子节点。

二叉树包含前序遍历、中序遍历、后序遍历等方法，适用于排序、查找等场景中。

二、常用算法常见的算法包括排序、搜索、图算法等。

下面依次介绍这些算法的特点。

1. 排序算法排序算法是将一组未排序的数据按照一定的规则进行排序的算法。

常见的排序算法有冒泡排序、快速排序、插入排序、选择排序、归并排序、计数排序、桶排序、基数排序等。

本科生课程大纲课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修一、课程介绍1.课程描述：数据结构与算法分析是学习利用计算机语言编写质量更好的程序以及软件的一门课程，是提高计算机编程水平的必由之路，为日后学习相关课程打下一个坚实的基础。

本课程针对低年级地球信息科学与技术专业和勘查技术与工程专业本科生学生开设，课程主要内容包括：数据结构及其算法，文件读写，查找和排序算法等。

通过课程学习，要求学生能够掌握计算机存储（包括内存和外存）数据的基本方法和常用模式以及其算法，提高编写程序、调试程序的能力，课程结束后能够完成较复杂程序的设计和编制。

2.设计思路：本课程引导低年级地球信息科学与技术专业和勘查技术与工程专业学生掌握利用计算机语言编写实用可靠的程序的基础理论和实际操作方法，提升自身的科研和工作技能。

课程内容的选取基于学生掌握了一定的计算机语言知识。

课程内容分为四个模块：数据结构介绍；常用的数据结构及其算法；文件读写；查找和排序算法。

这三个方面相互关联，互为补充，覆盖了计算机数据存储、管理和处理等的主要模式和方法。

3. 课程与其他课程的关系：- 1 -本课程需要本科生在完成低年级阶段的计算机语言的基础上开设。

先修课程：《C 程序设计》。

二、课程目标本课程目标是为低年级地球信息科学与技术专业和勘查技术与工程专业学生提供一个深入学习计算机编程的平台，引导并培养学生使用计算机语言来描述、管理和处理数据的能力，提高计算机编程水平。

到课程结束时，学生应能：（1）熟练掌握常用的计算机数据在内存中存储的方法及其常用算法；（2）掌握文件的读写操作，合理的利用文件存储数据；（3）掌握查找和排序常用的算法；（4）掌握如何编制可靠的程序以及程序调试的技巧。

三、学习要求要完成所有的课程任务，学生必须：（1）按时上课,上课认真听讲，积极参与课堂讨论。

（2）按时完成上机练习，对地质数据进行分析和处理，提交正式的上机报告。

*******大学《数据结构与算法分析》课程设计题目：数据结构上机试题学生姓名：学号：专业：信息管理与信息系统班级：指导教师：2014年04月目录一、顺序表的操作 (2)【插入操作原理】 (2)【删除操作原理】 (2)【NO.1代码】 (3)【运行截图演示】 (7)二、单链表的操作 (10)【创建操作原理】 (10)【插入操作原理】 (10)【删除操作原理】 (10)【NO.2代码】 (11)【运行截图演示】 (20)三、顺序栈的操作 (25)【数值转换原理】 (25)【NO.3代码】 (26)【运行截图演示】 (30)四、查找算法 (32)【顺序查找原理】 (32)【折半查找原理】 (32)【NO.4代码】 (33)【运行截图演示】 (38)五、排序算法 (40)【直接插入排序原理】 (40)【快速排序原理】 (40)【NO.5代码】 (41)【运行截图演示】 (46)一、顺序表的操作（1）插入元素操作：将新元素x 插入到顺序表a 中第i 个位置；（2）删除元素操作：删除顺序表a 中第i 个元素。

【插入操作原理】线性表的插入操作是指在线性表的第i-1个数据元素和第i 个数据元素之间插入一个新的数据元素，就是要是长度为n 的线性表：()11,,,,,i i n a a a a -…………变成长度为n+1的线性表：()11,,,,,,i i n a a b a a -…………数据元素1i a -和i a 之间的逻辑关系发生了变化。

（其【插入原理】在课本P23的算法2.3有解释）【删除操作原理】反之，线性表的删除操作是使长度为n 的线性表：()111,,,,,,i i i n a a a a a -+…………变成长度为n-1的线性表：()111,,,,,i i n a a a a -+…………数据元素1i a -、i a 和1i a +之间的逻辑关系发生变化，为了在存储结构上放映这个变化，同样需要移动元素。

《数据结构与算法》课程教学大纲课程代码：12281030适用专业：计算机应用技术总学时数： 68学时，其中：理论教学34学时，实践教学34学时。

学分：4.5先修课程：《C语言程序导论》、《程序设计导论》考核方式：机试一、制订大纲的依据本大纲根据2013年软件技术专业教学计划制订。

二、课程简介数据结构是介于数学、计算机硬件和计算机软件之间的一门计算机科学与技术专业的核心课程，是高级程序设计语言、编译原理、操作系统、数据库等课程的基础。

同时，数据结构技术也广泛应用于信息科学、系统工程、应用数学以及各种工程技术领域。

数据结构课程集中讨论软件开发过程中的设计阶段、同时设计编码和分析阶段的若干基本问题。

此外，为了构造出好的数据结构及其实现，还需考虑数据结构及其实现的评价与选择。

因此，数据结构的内容包括抽象、实现和评价三个层次，从数据表示和数据处理上看有五个基本组成“要素”分别是逻辑结构，存储结构、基本运算、算法及不同数据结构的比较与算法分析。

三、课程性质、教育目标(一)性质：本课程为计算机系软件技术专业的专业课。

（二）教育目标：通过本课程的学习，使学生深透地理解数据结构的逻辑结构和物理结构的基本概念以及有关算法，培养基本的、良好的程序设计技能，编制高效可靠的程序，为学习操作系统、编译原理和数据库等课程奠定基础。

四、课程教学内容与基本要求第一部分绪论(一)教学内容数据结构的基本概念和术语；抽象数据类型的表示；算法和算法分析。

(二)重点、难点重点：数据结构的基本概念及相关术语。

难点：算法的时间复杂度分析。

(三)教学基本要求知识要求：了解：抽象数据类型及面向对象概念；理解：算法的定义及算法的特性；掌握：数据结构的基本概念、算法的性能分析与度量方法。

第二部分线性表(一)教学内容1．线性表的定义及操作；2．线性表的顺序存储定义及操作实现；3．单链表的定义；单链表中的插入与删除；带表头结点的单链表；静态链表；4．循环链表的类定义及运算；5．双向链表的类定义及运算；6．线性表的应用：多项式及其相加。

c常用的数据结构与算法C常用的数据结构与算法数据结构和算法是计算机科学的基础，对于编程和问题解决至关重要。

在C语言中，有许多常用的数据结构和算法，本文将介绍其中一些。

一、数据结构1. 数组（Array）数组是最简单的数据结构之一，它是一组相同类型的元素的集合。

在C语言中，数组的元素可以是任何类型，如整数、字符或自定义结构体。

数组具有随机访问的特点，可以通过索引值快速访问或修改元素。

2. 链表（Linked List）链表是由一系列节点组成的数据结构，每个节点包含一个数据元素和一个指向下一个节点的指针。

链表可以分为单向链表和双向链表两种形式。

链表的插入和删除操作比较高效，但访问元素需要遍历链表。

3. 栈（Stack）栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构，只允许在栈顶进行插入和删除操作。

栈可以使用数组或链表实现，常用于实现函数调用的过程、括号匹配等场景。

4. 队列（Queue）队列是一种先进先出（FIFO）的数据结构，允许在队尾进行插入操作，在队头进行删除操作。

队列也可以使用数组或链表实现，常用于实现广度优先搜索、缓冲区等场景。

5. 树（Tree）树是一种非线性的数据结构，由节点和边组成。

树的每个节点可以有多个子节点，其中一个节点称为根节点。

树的应用非常广泛，如二叉搜索树、平衡二叉树、堆等。

6. 图（Graph）图是由节点和边组成的数据结构，节点之间的连接关系称为边。

图可以分为有向图和无向图两种形式，常用于表示网络、社交关系等复杂结构。

二、算法1. 排序算法排序算法是将一组元素按照特定顺序排列的算法。

常见的排序算法有冒泡排序、插入排序、选择排序、快速排序、归并排序等。

排序算法的选择取决于数据规模和性能要求。

2. 查找算法查找算法是在一组元素中查找特定元素的算法。

常见的查找算法有线性查找、二分查找、哈希查找等。

查找算法的效率取决于数据的有序性和数据规模。

3. 图算法图算法是处理图数据结构的算法，常见的有深度优先搜索（DFS）、广度优先搜索（BFS）、最短路径算法（Dijkstra算法、Floyd-Warshall算法）、最小生成树算法（Prim算法、Kruskal算法）等。

实验1：顺序表的基本操作实验2：单链表的基本操作实验3：查找实验4：排序实验1代码及结果：#include <iostream>using namespace std;template <class T>class sq_LList{private:int mm;int nn;T *v;public:sq_LList(){mm=0;nn=0;return;}sq_LList(int);void prt_sq_LList();int flag_sq_LList();void ins_sq_LList(int,T);void del_sq_LList(int);};//建立空顺序表template <class T>sq_LList<T>::sq_LList(int m){mm=m;v=new T[mm];nn=0;return;}//顺序输出顺序表中的元素与顺序表长度template <class T>void sq_LList<T>::prt_sq_LList(){int i;cout<<"nn="<<nn<<endl;for(i=0;i<nn;i++)cout<<v[i]<<endl; return;}//检测顺序表的状态template <class T>int sq_LList<T>::flag_sq_LList(){if(nn=mn)return(-1);if(nn=0)return(0);return (1);}//在表的指定元素前插入新元素template<class T>void sq_LList<T>::ins_sq_LList(int i,T b){int k;if(nn==mm){cout<<"overflow"<<endl;return;}if(i>nn)i=nn+1;if(i<1)i=1;for(k=nn;k>=i;k--)v[k]=v[k-1];v[i-1]=b;nn=nn+1;return ;}//在顺序表中删除指定元素template<class T>void sq_LList<T>::del_sq_LList(int i){int k;if(nn==0){cout<<"underflow!"<<endl;return;}for(k=i;k<nn;k++)v[k-1]=v[k];nn=nn-1;return ;}int main(){sq_LList<double>s1(100);cout<<"第一次输出顺序表对象s1:"<<endl; s1.prt_sq_LList();s1.ins_sq_LList(0,1.5);s1.ins_sq_LList(1,2.5);s1.ins_sq_LList(4,3.5);cout<<"第二次输出顺序表对象s1:"<<endl; s1.prt_sq_LList();s1.del_sq_LList(0);s1.del_sq_LList(2);cout<<"第三次输出顺序表对象s1:"<<endl; s1.prt_sq_LList();return 0;}运行及结果：实验2代码#include<iostream>#include<iomanip>using namespace std;struct node{float data;node *next;};node *create(){ //建立单链表node *head,*p,*s;head=new node;p=head;p->data=0;p->next=0; //表头创建完成float newnum=0;cin>>newnum;if(newnum<0){cout<<"未输入数据...\n";//输入负数则结束system("pause");}while(newnum>=0 ){ //??如何用字符型作为结束标志s=new node; //创建表中数据s->data=newnum;p->next=s;p=s;cin>>newnum;}p->next=NULL; //最后元素指针return(head); //返回空表头}//插入一个结点x，将成为第i个节点void insertnode(node *head,int i,float x){node *s,*p;int j;s=new node;s->data=x;p=head;j=1; //查找第i个结点，由p指向while(p!=NULL && j<i){j++;p=p->next;}s->next=p->next;p->next=s;}//删除结点xvoid deletenode(node *head,float x){node *p,*s;if(head->next==NULL)cout<<"这是空链表,不能执行删除操作\n"; else{s=head;p=head->next;while(p!=NULL && p->data!=x)if(p->data!=x){s=p;p=p->next;}if(p!=NULL){s->next=p->next;delete(p);}else cout<<"未找到!\n";}}//存取链表某节点Kvoid read(node*head,int k){while(head->next!=0&&k>0){head=head->next;k--;}cout<<"该处数据为"<<head->data<<".\n\n"; }int main( ) {node *linktable=0;int choice=1;cout<<"1.创建链表\n";cout<<"2.显示信息\n";cout<<"3.删除信息\n";cout<<"4.查找信息\n";cout<<"5.插入信息\n";cout<<"6.读取信息\n";cout<<"0.退出程序\n";cout<<"请输入您的选择：";cin>>choice;while(1){switch (choice){case 0: exit(0);case 1:{cout<<"输入正数数据，并以负数作为结束标记\n";linktable=create();break;}case 2:{cout<<"链表长度为"<<length(linktable)<<",详细信息：\n";printlist(linktable);break;}case 3:{cout<<"要删除的数据为？\n";float del;cin>>del;deletenode(linktable,del);break;}case 4:{if(linktable->next==0)cout<<"链表为空，不能查找\n";else{cout<<"要查找数据为?";float search;cin>>search;find(linktable,search);} break;}case 5:{cout<<"存储数据为？";int des;float it;cin>>it;cout<<"想让该数据存储为第几个节点？";cin>>des;if((des>(length(linktable)+1)||des<1))cout<<"输入错误\n";elseinsertnode(linktable,des,it);break;}case 6:{cout<<"想读取第几个节点？";int c;cin>>c;if(c<1||c>length(linktable))cout<<"位置不合法\n";elseread(linktable,c);break;}default :cout<<"输入错误!\n";}system("pause");system("cls");cout<<"当前信息：\n";printlist(linktable);cout<<"\n1.创建链表\n";cout<<"2.显示信息\n";cout<<"3.删除信息\n";cout<<"4.查找信息\n";cout<<"5.插入信息\n";cout<<"6.读取信息\n";cout<<"0.退出程序\n";cout<<"继续选择：\n";cin>>choice;}return 0;}实验三查找实验名称：实验3 查找实验目的：掌握顺序表和有序表的查找方法及算法实现；掌握二叉排序树和哈希表的构造和查找方法。

数据结构课程设计——排序与查找一、排序算法介绍排序算法是数据结构课程设计中的重要内容之一。

排序是将一组数据按照特定的规则进行重新排列的过程，常用于数据的整理和查找。

在排序算法中，我们主要讨论常见的几种排序算法，包括冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序、归并排序和堆排序。

1. 冒泡排序冒泡排序是一种简单的排序算法，它重复地遍历要排序的列表，比较相邻的元素，并按照升序或降序交换它们。

通过多次遍历，最大（或最小）的元素会逐渐移动到列表的末尾，直到整个列表排序完成。

2. 选择排序选择排序是一种简单直观的排序算法，它通过不断选择剩余元素中的最小（或最大）元素，并将其放置在已排序部分的末尾。

选择排序的主要思想是每次从剩余元素中选择最小（或最大）的元素，并将其与当前位置交换。

3. 插入排序插入排序是一种简单且直观的排序算法，它通过构建有序序列，对于未排序数据，在已排序序列中从后向前扫描，找到相应位置并插入。

插入排序的核心思想是将待排序元素插入到已排序序列中的适当位置，从而得到一个新的有序序列。

4. 快速排序快速排序是一种高效的排序算法，它采用分治的思想，通过一趟排序将待排序序列分割成独立的两部分，其中一部分的所有元素都比另一部分的所有元素小（或大），然后再对这两部分分别进行排序，最终得到整个序列有序。

5. 归并排序归并排序是一种稳定的排序算法，它采用分治的思想，将待排序序列递归地分成两个子序列，分别进行排序，然后将两个有序子序列合并成一个有序序列。

归并排序的核心思想是将两个有序子序列合并为一个有序序列。

6. 堆排序堆排序是一种高效的排序算法，它利用堆这种数据结构来实现排序。

堆是一种完全二叉树，它满足堆的性质：父节点的值大于（或小于）其子节点的值。

堆排序的主要思想是将待排序序列构建成一个大顶堆（或小顶堆），然后依次取出堆顶元素，再重新调整堆，直到整个序列有序。

二、查找算法介绍查找算法是数据结构课程设计中另一个重要的内容。

北方民族大学课程设计课程名称:数据结构与算法院(部)名称:信息与计算科学学院组长姓名学号同组人员姓名指导教师姓名:纪峰设计时间:2010.6.7----2009.6.27一、《数据结构与算法》课程设计参考题目（一）参考题目一（每位同学选作一个,同组人员不得重复）1、编写函数实现顺序表的建立、查找、插入、删除运算。

2、编写函数分别实现单链表的建立、查找、插入、删除、逆置算法。

3、编写函数实现双向链表的建立、插入、删除算法。

4、编写函数实现顺序栈的进栈、退栈、取栈顶的算法。

5、编写函数实现链栈的进栈、退栈、取栈顶的算法。

6、编写函数实现双向顺序栈的判空、进栈、出栈算法。

7、编写函数实现循环队列的判队空、取队头元素、入队、出队算法。

8、编写函数实现链环队列的判队空、取队头节点、入队、出队算法。

9、编写函数实现串的，求串长、连接、求字串、插入、删除等运算。

10、分别实现顺序串和链串的模式匹配运算。

11、实现二叉树的建立，前序递归遍历和非递归遍历算法。

12、实现二叉树的建立，中序递归遍历和非递归遍历算法。

13、实现二叉树的建立，后序递归遍历和非递归遍历算法。

14、实现二叉树的中序线索化，查找*p结点中序下的前驱和后继结点。

15、分别以临接表和邻接矩阵作为存储就够实现图的深度优先搜索和广度优先搜索算法。

16、利用线性探测处理冲突的方法实现散列表的查找和插入算法。

(二)参考题目二（每三人一组，任选三个题目完成）1.运动会分数统计（限1人完成）任务：参加运动会有n个学校，学校编号为1……n。

比赛分成m个男子项目，和w个女子项目。

项目编号为男子1……m，女子m+1……m+w。

不同的项目取前五名或前三名积分；取前五名的积分分别为：7、5、3、2、1，前三名的积分分别为：5、3、2；哪些取前五名或前三名由学生自己设定。

（m<=20,n<=20）功能要求：1)可以输入各个项目的前三名或前五名的成绩；2)能统计各学校总分，3)可以按学校编号或名称、学校总分、男女团体总分排序输出；4)可以按学校编号查询学校某个项目的情况；可以按项目编号查询取得前三或前五名的学校。

数据结构与算法顺序查找算法一、定义顺序查找算法是一种最基本的线性查找算法。

它的基本思想是从数据结构中的第一个元素开始，逐个比较每个元素，直到找到所需的元素或搜索完整个数据结构。

二、适用场景顺序查找算法适用于线性数据结构，如数组、链表等。

对于无序数据结构，由于比较操作的顺序无关紧要，顺序查找算法也能适用。

三、时间复杂度顺序查找算法的时间复杂度依赖于数据结构的元素数量和所需查找元素的索引。

在最坏的情况下，即所需查找元素位于数据结构的末尾时，顺序查找算法的时间复杂度为O(n)，其中n 是数据结构中元素的数量。

平均时间复杂度也是O(n)。

四、空间复杂度顺序查找算法的空间复杂度为O(1)，因为它只使用了常数级别的额外空间。

这意味着该算法的空间开销很小，非常适合于处理大量数据的情况。

五、算法过程1. 从数据结构的第一个元素开始，将其与目标元素进行比较。

2. 如果找到了目标元素，则结束搜索。

3. 如果当前元素不是目标元素，则继续向下比较，直到找到目标元素或搜索完整个数据结构。

4. 如果搜索完整个数据结构仍未找到目标元素，则返回空值或表示未找到的特殊值。

六、优化方法尽管顺序查找算法简单易懂，但在某些情况下，它的效率较低。

为了提高顺序查找算法的效率，可以考虑以下优化方法：1. 二分查找：对于有序数据结构，可以使用二分查找算法来提高查找速度。

二分查找算法每次将搜索范围缩小一半，从而在最坏情况下将时间复杂度降低到O(log n)。

2. 哈希表：对于哈希表数据结构，可以使用哈希函数将键映射到桶中，然后直接访问对应的桶来查找键是否存在。

哈希表可以在O(1) 时间内完成查找操作。

数据结构与算法教案引言：数据结构与算法是计算机科学中非常重要的基础知识，对于软件工程师或者计算机科学专业的学生来说都是必修的课程。

本教案旨在介绍数据结构与算法的基本概念、常见数据结构的实现及其相关算法的设计与分析。

一、课程概述1.1 课程名称：数据结构与算法1.2 课程学时：48学时1.3 课程目标：通过本课程的学习，学生能够掌握以下内容：- 理解数据结构与算法的基本概念- 熟悉常见数据结构的实现及其操作- 掌握常见算法的设计与分析方法- 能够应用所学内容解决实际问题二、教学内容与安排2.1 数据结构的基本概念（4学时）2.1.1 数据结构的定义与分类2.1.2 抽象数据类型（ADT）2.1.3 算法的基本思想与复杂度分析2.2 线性表与链表（8学时）2.2.1 线性表的定义与实现2.2.2 线性表的操作：插入、删除、查找2.2.3 单链表、双链表、循环链表的介绍与实现2.3 栈与队列（6学时）2.3.1 栈的定义与实现2.3.2 栈的应用：括号匹配、逆波兰表达式2.3.3 队列的定义与实现2.3.4 队列的应用：循环队列、优先队列2.4 树与二叉树（10学时）2.4.1 树的基本概念与性质2.4.2 二叉树的定义与实现2.4.3 二叉树的遍历：先序、中序、后序2.4.4 二叉树的应用：表达式树、二叉查找树2.5 图与图算法（10学时）2.5.1 图的基本概念与表示方法2.5.2 图的遍历：深度优先搜索、广度优先搜索2.5.3 最小生成树算法：Prim算法、Kruskal算法2.5.4 最短路径算法：Dijkstra算法、Floyd算法2.6 排序与查找算法（10学时）2.6.1 常见排序算法的介绍与实现：冒泡排序、插入排序、选择排序、快速排序、归并排序2.6.2 查找算法的介绍与实现：线性查找、二分查找、哈希表三、教学方法与策略3.1 教学方法- 讲授结合实例演示：通过具体的案例对数据结构与算法的概念进行讲解，并辅以实例演示，增强学生的理解与记忆。

2013级数据结构与算法分析课程设计任务书（适应于2013级软件工程专业）一、课程设计的目的与要求1．教学目的《数据结构与算法设计》课程设计是软件工程、网络工程、数字媒体技术专业学生的重要实践性环节。

通过本课程设计，学生可以了解数据结构、算法设计的基本方法与基本原理，掌握软件设计中数据的组织，算法的设计，为今后从事实际工作打下基础。

同时，作为整个实践教学体系一部分，系统培养学生采用面向对象的方法分析问题与解决问题的能力及团体组织与协作能力。

2．教学要求从课程设计的目的出发，通过设计工作的各个环节，达到以下教学要求：1．掌握各类基本数据结构及其实现；2．掌握不同数据结构的实际应用；3．培养利用数据结构并对实际应用问题进行算法设计的能力。

4．编程简练，程序功能齐全，能正确运行。

5．说明书、流程图要清楚，规范6．课题完成后必须按要求提交课程设计报告，格式规范，内容详实。

二、课程设计的内容与安排注：1、鼓励各位同学自主查找资料，结合专业特性，尽量应用图形界面实现，以期对图形界面的开发有一个比较深入的了解。

2、任务要求1．问题分析和任务定义。

根据设计题目的要求，充分地分析和理解问题，明确问题要求做什么？（而不是怎么做？）限制条件是什么？2．逻辑设计。

对问题描述中涉及的操作对象定义相应的数据类型，并按照以数据结构为中心的原则划分模块，定义主程序模块和各抽象数据类型。

逻辑设计的结果应写出每个抽象数据类型的定义(包括数据结构的描述和每个基本操作的功能说明)，各个主要模块的算法，并画出模块之间的调用关系图。

3．详细设计。

定义相应的存储结构并写出各函数的伪码算法。

在这个过程中，要综合考虑系统功能，使得系统结构清晰、合理、简单和易于调试，抽象数据类型的实现尽可能做到数据封装，基本操作的规格说明尽可能明确具体。

详细设计的结果是对数据结构和基本操作作出进一步的求精，写出数据存储结构的类型定义，写出函数形式的算法框架。

4．程序编码。

数据结构与算法设计实训教案数据结构与算法设计实训教案授课教师职称开课单位课程名称数据结构与算法设计实训课程代码课程性质必修√公共基础课□学科基础课专业课□实践性环节√其它选修□选修□课程学时32 课程学分2学时分配理论学时（0 ）实践学时（32 ）优选专业软件工程教学班学年学期2015学年第2学期授课方式多媒体+实验考核方式考试√考查□教材名称数据结构课程设计作者刘燕君等出版社及出版时间机械工业出版社，2014指定参考书数据结构（C++版）作者王红梅等出版社及出版时间清华大学出版社，2011数据结构项目实训戴文华等人民邮电出版社,2012教案编写时间2015年3月章节名称第一章数据结构概论教学时数1授课方式课堂讲授教学目的及要求1.理解数据结构的定义，并掌握数据结构研究的内容2.理解数据的存储结构使用的4种基本存储方法3.掌握时间复杂度的计算方法教学重点与正确理解算法的有穷性和可行性的含义，掌握空间复杂度的计算方法讨论练习作业1. 求解百钱买百鸡问题P3，实验题目1.4.1教学手段多媒体+课后练习参考资料1. 刘燕君，等. 数据结构课程设计（C++语言描述）[M]. 机械工业出版社，2014.2. 王红梅，等. 数据结构（C++版）[M]. 清华大学出版社，2011.3. 戴文华，等. 数据结构项目实训[M]. 人民邮电出版社，2012.具体内容1.学习目的10mins2.数据结构定义及研究内容15mins3.数据结构存储方式10mins4.空间复杂度的计算10mins章节名称第二章类和类模板编程教学时数1授课方式课堂讲授+实训教学目的及要求1.熟悉类模板的设计2.熟悉动态分配内存的方法3.掌握多文件编程和基本调试方法重点与难点1.熟悉模板2.熟悉动态分配内存的使用方法讨论练习作业1.约瑟夫环游戏程序P10, 实验题目2.2.1，2.折线程序P14，实验题目2.3.1教学手段多媒体+课堂练习+课后练习参考资料1. 刘燕君，等. 数据结构课程设计（C++语言描述）[M]. 机械工业出版社，2014.2. 王红梅，等. 数据结构（C++版）[M]. 清华大学出版社，2011.3. 戴文华，等. 数据结构项目实训[M]. 人民邮电出版社，2012.具体内容1.模板函数专门化和模板重载10mins2.类模板5mins3.在类中使用动态分配内存5mins4.课堂练习，难点提示25mins章节名称第三章线性表训练教学时数4授课方式课堂讲授+实训教学目的及要求1.理解线性表的顺序存储结构和链式存储结构的异同2.掌握顺序表上实现的各种基本运算的算法3.掌握单链表上实现的各种基本运算的算法教学重点与难点1.理解线性表的顺序存储结构优缺点2.理解线性表的链式存储结构优缺点3.掌握线性表的基本运算的算法4.难点是循环链表讨论练习作业1. 一元多项式的加法运算P28，实验题目3.3.1，2. 改进的约瑟夫环游戏实现P34，实验题目3.4.1教学手段多媒体+课堂练习+课后练习参考资料1. 刘燕君，等. 数据结构课程设计（C++语言描述）[M]. 机械工业出版社，2014.2. 王红梅，等. 数据结构（C++版）[M]. 清华大学出版社，2011.3. 戴文华，等. 数据结构项目实训[M]. 人民邮电出版社，2012.具体内容1.复习线性表顺序存储结构特性及基本运算10mins2.复习线性表链式存储结构特性及基本运算15mins3.通过学生信息表建立的例子，讲解链表的建立过程20mins4.课堂练习，难点提示135mins章节名称第四章栈和队列训练教学时数4授课方式课堂讲授+实训教学目的及要求1.熟悉顺序栈、链栈、循环队列、链队列的存储结构2.熟练掌握顺序栈、链栈、循环队列、链队列的基本运算3.掌握通过栈或队列解决实际应用问题的方法教学重点与难点1.理解栈和队列的特性2.熟练掌握栈和队列的基本运算，在解决实际应用问题中灵活使用栈和队列讨论练习作业1. 八皇后问题完整的算法实现P49，实验题目4.4.12. 模拟后缀表达式的计算过程实现P 54，实验题目4.5.1教学手段多媒体+课堂练习+课后练习参考资料1. 刘燕君，等. 数据结构课程设计（C++语言描述）[M]. 机械工业出版社，2014.2. 王红梅，等. 数据结构（C++版）[M]. 清华大学出版社，2011.3. 戴文华，等. 数据结构项目实训[M]. 人民邮电出版社，2012.具体内容1. 栈的特性和基本操作10mins2. 通过类模板Stack的例子说明类模板专门化和使用方法20mins3. 队列的特性和基本操作10mins4. 课堂练习，难点提示140mins章节名称第五章树和二叉树训练教学时数4授课方式课堂讲授+实训教学目的及要求1.熟悉二叉树的定义、性质2.熟练掌握二叉树的存储结构3.熟练掌握二叉树的遍历4.了解最优二叉树的特性5.掌握建立最优二叉树和哈夫曼编码的方法教学重点与难点1.编写实现二叉树的各种运算的算法2.解决与树或二叉树相关的应用问题3.理解线索化二叉树讨论练习作业1. 查找结点并显示该结点的层次和路径P116，实验题目7.2.12. 哈夫曼编码算法设计及实现P125，实验题目7.4.1教学手段多媒体+课堂练习+课后练习参考资料1. 刘燕君，等. 数据结构课程设计（C++语言描述）[M]. 机械工业出版社，2014.2. 王红梅，等. 数据结构（C++版）[M]. 清华大学出版社，2011.3. 戴文华，等. 数据结构项目实训[M]. 人民邮电出版社，2012.具体内容1.复习树和二叉树的定义和性质10mins2.复习二叉树的存储结构和遍历20mins3.复习哈夫曼编码过程10mins4.课堂练习，难点提示140mins章节名称第六章图结构训练教学时数4授课方式课堂讲授+实训教学目的及要求1.掌握图的邻接矩阵和邻接表两种基本的存储方式2.掌握图在两种存储结构上实现的两种遍历算法3.掌握求最小生成树算法思想4.掌握求最短路径算法思想5.掌握拓扑排序算法思想教学重点与难点1.掌握图的邻接矩阵和邻接表两种存储方式及对应的遍历算法2.掌握求最小生成树、求最短路径以及拓扑排序算法的基本思想及时间性能讨论练习作业1. 无向网络的最小生成树的普利姆算法实现P135，实验题目8.2.12. 交通咨询系统设计与实现P138，实验题目8.3.1教学手段多媒体+课堂练习+课后练习参考资料1. 刘燕君，等. 数据结构课程设计（C++语言描述）[M]. 机械工业出版社，2014.2. 王红梅，等. 数据结构（C++版）[M]. 清华大学出版社，2011.3. 戴文华，等. 数据结构项目实训[M]. 人民邮电出版社，2012.具体内容1.复习图的基本术语5mins2.复习图的存储表示方式5mins3.复习图的基本运算，包括深度优先搜索法、广度优先搜索法、生成最小生成树法和产生最短路径法30mins4.课堂练习，难点提示140mins章节名称第七章排序算法训练教学时数4授课方式课堂讲授+实训教学目的及要求1.掌握有关内部排序的一些常用方法，包括插入排序、交换排序、选择排序和归并排序2.熟悉内部排序的基本思想、排序过程、算法实现、时间和空间性能分析3.熟悉不同排序算法的差异教学重点与难点1.掌握希尔排序算法2.掌握快速排序算法3.熟练掌握堆排序算法讨论练习作业1. 堆排序算法设计及实现P159，实验题目9.3.12. 学生成绩处理系统P161，实验题目9.4.1教学手段多媒体+课堂练习+课后练习参考资料1. 刘燕君，等. 数据结构课程设计（C++语言描述）[M]. 机械工业出版社，2014.2. 王红梅，等. 数据结构（C++版）[M]. 清华大学出版社，2011.3. 戴文华，等. 数据结构项目实训[M]. 人民邮电出版社，2012.具体内容1.复习排序的基本概念5mins2.复习经典的排序算法30mins3.比较几种排序算法的时间复杂度、稳定性、辅助空间、对记录存储方式的要求和排序方法的选取10mins4.课堂练习，难点提示135mins章节名称第八章查找算法训练教学时数2授课方式课堂讲授+实训教学目的及要求1.熟悉各种查找算法，并能熟练应用2.掌握顺序查找、二分查找、二叉查找树上的查找，以及散列表上的查找的基本思想和算法实现3.熟悉查找算法的评价方法教学重点与难点1.掌握线性表和二叉排序树的查找方法2.难点是解决散列表冲突的方法3.掌握查找方法所需的存储结构讨论练习作业1. 航班信息的查询与检索P177，实验题目10.3.1教学手段多媒体+课堂练习+课后练习参考资料1. 刘燕君，等. 数据结构课程设计（C++语言描述）[M]. 机械工业出版社，2014.2. 王红梅，等. 数据结构（C++版）[M]. 清华大学出版社，2011.3. 戴文华，等. 数据结构项目实训[M]. 人民邮电出版社，2012.具体内容1.复习顺序表查找算法10mins2.复习二叉排序树上的查找算法15mins3.复习散列表查找算法15mins4.课堂练习，难点提示50mins章节名称第九章分治算法训练教学时数4授课方式课堂讲授+实训教学目的及要求1.掌握分治算法的基本原理2.利用分治策略编程解决输油管道、循环赛日程表、邮局选址和集合划分问题教学重点与难点掌握分治算法的设计思想，通过实际问题来应用分治设计算法讨论练习作业1. 输油管道问题2. 循环赛日程表3. 邮局选址4. 集合划分教学手段多媒体+课堂练习+课后练习参考资料1. (美)克林伯格，等. 算法设计[M]. 清华大学出版社，2007.2. Thomas H.Cormen，等. 算法导论[M]. 机械工业出版社出版（第二版），2006.具体内容1.复习分治算法框架10mins2.分析典型二分法30mins3.课堂练习，难点提示140mins章节名称第十章回溯算法训练教学时数4授课方式课堂讲授+实训教学目的及要求1.掌握回溯算法的基本原理2.利用回溯策略编程解决桥本分数式、‘马’的遍历、素数环和排列树的回溯搜索问题教学重点与难点掌握回溯算法的设计思想，通过实际问题来应用回溯设计算法讨论练习作业1. 桥本分数式2. ‘马’的遍历3. 素数环4. 排列及排列树的回溯搜索教学手段多媒体+课堂练习+课后练习参考资料1. (美)克林伯格，等. 算法设计[M]. 清华大学出版社，2007.2. Thomas H.Cormen，等. 算法导论[M]. 机械工业出版社出版（第二版），2006.具体内容1.复习回溯算法框架10mins2.复习基本的回溯算法20mins3.复习排列和排列树的回溯算法20mins4.课堂练习，难点提示130mins。