图的基本操作-遍历的实现

图的基本操作实验报告图的基本操作实验报告引言：图是一种常见的数据结构，广泛应用于计算机科学和其他领域。

本实验报告旨在介绍图的基本操作，包括创建图、添加节点和边、遍历图等，并通过实验验证这些操作的正确性和效率。

实验目的：1. 了解图的基本概念和术语；2. 掌握图的创建和修改操作；3. 熟悉图的遍历算法；4. 分析图的操作的时间复杂度。

实验过程：1. 创建图首先，我们需要创建一个图对象。

图可以用邻接矩阵或邻接表来表示。

在本实验中，我们选择使用邻接表来表示图。

通过遍历输入的节点和边信息，我们可以创建一个包含所有节点和边的图。

2. 添加节点和边在创建图对象后，我们可以通过添加节点和边来构建图的结构。

通过输入节点的标识符和边的起始和结束节点，我们可以在图中添加新的节点和边。

添加节点和边的操作可以通过修改邻接表来实现，将节点和边的信息存储在对应的链表中。

3. 遍历图遍历图是图操作中常用的操作之一。

通过遍历图，我们可以访问图中的所有节点和边。

在本实验中，我们选择使用深度优先搜索（DFS）算法来遍历图。

DFS算法通过递归的方式遍历图中的节点，先访问当前节点，然后再递归地访问与当前节点相邻的节点。

4. 分析时间复杂度在实验过程中，我们记录了图的操作所花费的时间，并分析了它们的时间复杂度。

通过对比不同规模的图的操作时间，我们可以评估图操作的效率和可扩展性。

实验结果：通过实验，我们成功创建了一个图对象，并添加了多个节点和边。

我们还通过DFS算法遍历了图，并记录了遍历的顺序。

实验结果表明，我们的图操作实现正确，并且在不同规模的图上都能够高效地工作。

讨论与结论：本实验报告介绍了图的基本操作，并通过实验验证了这些操作的正确性和效率。

通过实验，我们了解到图是一种重要的数据结构，可以用于解决许多实际问题。

同时，我们还深入分析了图操作的时间复杂度，为后续的图算法设计和优化提供了参考。

总结：通过本次实验，我们对图的基本操作有了更深入的了解。

数据结构大纲知识点一、绪论。

1. 数据结构的基本概念。

- 数据、数据元素、数据项。

- 数据结构的定义（逻辑结构、存储结构、数据的运算）- 数据结构的三要素之间的关系。

2. 算法的基本概念。

- 算法的定义、特性（有穷性、确定性、可行性、输入、输出）- 算法的评价指标（时间复杂度、空间复杂度的计算方法）二、线性表。

1. 线性表的定义和基本操作。

- 线性表的逻辑结构特点（线性关系）- 线性表的基本操作（如初始化、插入、删除、查找等操作的定义）2. 顺序存储结构。

- 顺序表的定义（用数组实现线性表）- 顺序表的基本操作实现（插入、删除操作的时间复杂度分析）- 顺序表的优缺点。

3. 链式存储结构。

- 单链表的定义（结点结构，头指针、头结点的概念）- 单链表的基本操作实现（建立单链表、插入、删除、查找等操作的代码实现及时间复杂度分析）- 循环链表（与单链表的区别，操作特点）- 双向链表（结点结构，基本操作的实现及特点）三、栈和队列。

1. 栈。

- 栈的定义（后进先出的线性表）- 栈的基本操作（入栈、出栈、取栈顶元素等操作的定义）- 顺序栈的实现（存储结构，基本操作的代码实现）- 链栈的实现（与单链表的联系，基本操作的实现）- 栈的应用（表达式求值、函数调用栈等）2. 队列。

- 队列的定义（先进先出的线性表）- 队列的基本操作（入队、出队、取队头元素等操作的定义）- 顺序队列（存在的问题，如假溢出）- 循环队列的实现（存储结构，基本操作的代码实现，队空和队满的判断条件）- 链队列的实现（结点结构，基本操作的实现）- 队列的应用（如操作系统中的进程调度等）四、串。

1. 串的定义和基本操作。

- 串的概念（字符序列）- 串的基本操作（如连接、求子串、比较等操作的定义）2. 串的存储结构。

- 顺序存储结构（定长顺序存储和堆分配存储）- 链式存储结构（块链存储结构）3. 串的模式匹配算法。

- 简单的模式匹配算法（Brute - Force算法）的实现及时间复杂度分析。

VTK图像基本操作_图像像素值的访问与修改1.直接访问图像像素（索引法）1 #include <vtkAutoInit.h>2 VTK_MODULE_INIT(vtkRenderingOpenGL);34 #include <vtkSmartPointer.h>5 #include <vtkImageData.h>6 #include <vtkBMPReader.h>7 #include <vtkImageViewer2.h>8 #include <vtkRenderer.h>9 #include <vtkRenderWindow.h>10 #include <vtkRenderWindowInteractor.h>1112int main()13 {14 vtkSmartPointer<vtkBMPReader> reader =15 vtkSmartPointer<vtkBMPReader>::New();16 reader->SetFileName("lena.bmp");17 reader->Update();1819int dims[3];20 reader->GetOutput()->GetDimensions(dims);2122int nbofComp;23 nbofComp = reader->GetOutput()->GetNumberOfScalarComponents();2425for (int k = 0; k < dims[2]; k++)26 {27for (int j = 0; j < dims[1]; j++)28 {29for (int i = 0; i < dims[0]; i++)30 {31if (i < 384 && i > 128 && j > 128 && j < 384)32 {33 unsigned char *pixel = (unsigned char *)(reader->GetOutput()->GetScalarPointer(i, j, k));34 *pixel = 255 - *pixel;35 *(pixel + 1) = 255 - *(pixel + 1);36 *(pixel + 2) = 255 - *(pixel + 2);37 }38 }39 }40 }4142 vtkSmartPointer<vtkImageViewer2> imgViewer =43 vtkSmartPointer<vtkImageViewer2>::New();44 imgViewer->SetInputData(reader->GetOutput());4546 vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor> rwi =47 vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor>::New();48 imgViewer->SetupInteractor(rwi);49 imgViewer->Render();50 imgViewer->GetRenderer()->ResetCamera();51 imgViewer->Render();52 imgViewer->GetRenderer()->SetBackground(1.0, 1.0, 1.0);53 imgViewer->SetSize(640, 480);54 imgViewer->GetRenderWindow()->SetWindowName("VisitImagePixelDirectly");5556 rwi->Start();5758return0;59 }输出结果：上述案例实现了将图像的100*100⼤⼩的区域设置为反⾊。

中原工学院《数据结构》实验报告学院：计算机学院专业：计算机科学与技术班级：计科112姓名：康岩岩学号：201100814220 指导老师：高艳霞2012-11-22实验五图的基本操作一、实验目的1、使学生可以巩固所学的有关图的基本知识。

2、熟练掌握图的存储结构。

3、熟练掌握图的两种遍历算法。

二、实验内容[问题描述]对给定图，实现图的深度优先遍历和广度优先遍历。

[基本要求]以邻接表为存储结构，实现连通无向图的深度优先和广度优先遍历。

以用户指定的结点为起点，分别输出每种遍历下的结点访问序列。

【测试数据】由学生依据软件工程的测试技术自己确定。

三、实验前的准备工作1、掌握图的相关概念。

2、掌握图的逻辑结构和存储结构。

3、掌握图的两种遍历算法的实现。

四、实验报告要求1、实验报告要按照实验报告格式规范书写。

2、实验上要写出多批测试数据的运行结果。

3、结合运行结果，对程序进行分析。

【设计思路】【代码整理】#include "stdafx.h"#include <iostream>#include <malloc.h>using namespace std;typedef int Status;#define OK 1#define ERROR 0#define OVERFLOW -1#define MAX_SIZE 20typedef enum{DG,DN,UDG,UDN}Kind;typedef struct ArcNode{int adjvex; //顶点位置struct ArcNode *nextarc; //下一条弧int *info; //弧信息};typedef struct{char info[10]; //顶点信息ArcNode *fistarc; //指向第一条弧}VNode,AdjList[MAX_SIZE];typedef struct{AdjList vertices;int vexnum,arcnum; //顶点数，弧数int kind; //图的种类，此为无向图}ALGraph;//这是队列的节点，仅用于广度优先搜索typedef struct Node{int num;struct Node* next;};//队列的头和尾typedef struct{Node * front;Node *rear;}PreBit;int LocateV ex(ALGraph G,char info[]);//定位顶点的位置Status addArcNode(ALGraph &G,int adjvex); //图中加入弧Status CreatGraph(ALGraph&G);//创建图的邻接表Status DFSTraverse(ALGraph G);//深度优先搜索Status BFSTraverse(ALGraph G);//广度优先搜索Status DFS(ALGraph G,int v);//深度优先搜索中的数据读取函数，用于递归bool visited[MAX_SIZE]; // 访问标志数组//初始化队列Status init_q(PreBit&P_B){P_B.front=P_B.rear=(Node*)malloc(sizeof(Node));if(!P_B.front){exit(OVERFLOW);}P_B.front->next=NULL;}//将数据入队Status en_q(PreBit & P_B,int num){Node *p=(Node*)malloc(sizeof(Node));if(!p){exit(OVERFLOW);}p->num=num;p->next=NULL;P_B.rear->next=p;P_B.rear=p;return OK;}//出队Status de_q(PreBit & P_B){if(P_B.front==P_B.rear){return ERROR;}Node* p=P_B.front->next;P_B.front->next=p->next;if(P_B.rear==p){P_B.rear=P_B.front;}free(p);return OK;}Status CreatGraph(ALGraph&G){cout<<"请输入顶点数目和弧数目"<<endl;cin>>G.vexnum>>G.arcnum;//依次输入顶点信息for(int i=0;i<G.vexnum;i++){cout<<"请输入顶点名称"<<endl;cin>>G.vertices[i].info;G.vertices[i].fistarc=NULL;}//依次输入弧信息for(int k=1;k<=G.arcnum;k++){char v1[10],v2[10]; //用于表示顶点名称的字符数组int i,j; //表示两个顶点的位置BACK: //返回点cout<<"请输入第"<<k<<"条弧的两个顶点"<<endl;cin>>v1>>v2;i=LocateV ex(G,v1); //得到顶点v1的位置j=LocateV ex(G,v2); //得到顶点v2的位置if(i==-1||j==-1){ //头信息不存在则返回重输cout<<"不存在该节点!"<<endl;goto BACK; //跳到BACK 返回点}addArcNode(G,i); //将弧的顶点信息插入表中addArcNode(G,j);}return OK;}//倒序插入弧的顶点信息Status addArcNode(ALGraph &G,int adjvex){ArcNode *p; //弧节点指针p=(ArcNode*)malloc(sizeof(ArcNode));p->adjvex=adjvex;p->nextarc=G.vertices[adjvex].fistarc;//指向头结点的第一条弧G.vertices[adjvex].fistarc=p; //头结点的第一条弧指向p，即将p作为头结点的第一条弧return OK;}//定位顶点的位置int LocateV ex(ALGraph G,char info[]){for(int i=0;i<G.vexnum;i++){if(strcmp(G.vertices[i].info,info)==0){ //头结点名称与传入的信息相等，证明该头节点存在return i; //此时返回位置}}return -1;}//深度优先搜索Status DFSTraverse(ALGraph G){for(int v=0;v<G.vexnum;v++){visited[v]=false;}char v1[10];int i;BACK:cout<<"请输入首先访问的顶点"<<endl;cin>>v1;i=LocateV ex(G,v1);if(i==-1){cout<<"不存在该节点!"<<endl;goto BACK;}DFS(G,i);return OK;}//深度优先搜索递归访问图Status DFS(ALGraph G,int v){visited[v]=true;cout<<G.vertices[v].info<<" ";//输出信息ArcNode *p;p=G.vertices[v].fistarc; //向头节点第一条while(p) //当弧存在{if(!visited[p->adjvex]){DFS(G,p->adjvex); //递归读取}p=p->nextarc;}return OK;}//广度优先搜索Status BFSTraverse(ALGraph G){for(int v=0;v<G.vexnum;v++){visited[v]=false;}char v1[10];int v;BACK:cout<<"请输入首先访问的顶点"<<endl;cin>>v1;v=LocateV ex(G,v1);if(v==-1){cout<<"不存在该节点!"<<endl;goto BACK;}PreBit P_B;init_q(P_B);ArcNode *p;visited[v]=true;cout<<G.vertices[v].info<<" ";//输出信息en_q(P_B,v); //将头位置v入队while(P_B.front!=P_B.rear){//当队列不为空时，对其进行访问int w=P_B.front->next->num;//读出顶点位置de_q(P_B);//顶点已经访问过，将其出队列p=G.vertices[w].fistarc;//得到与顶点相关的第一条弧while(p){if(!visited[p->adjvex]){en_q(P_B,p->adjvex);//将弧入队，但不读取，只是将其放在队尾}p=p->nextarc;}}return OK;}int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]){ALGraph G;CreatGraph(G);cout<<"深度优先搜索图:"<<endl;DFSTraverse(G);cout<<endl;cout<<"广度优先搜索图:"<<endl;BFSTraverse(G);cout<<endl;system("pause");return 0;}。

算法与数据结构大纲一、课程简介算法与数据结构是计算机科学中的核心基础课程，旨在介绍算法设计和数据结构的基本概念、原理和方法，培养学生的算法思维和问题解决能力。

二、教学目标1. 了解算法与数据结构的基本概念和原理；2. 掌握常见的数据结构及其操作；3. 学习常见的算法设计策略和分析方法；4. 能够运用所学知识解决实际问题。

三、教学内容1. 算法基础- 算法的概念和特征- 算法的表示方法- 算法的分析：时间复杂度和空间复杂度2. 数据结构基础- 数据结构的概念和分类- 抽象数据类型- 数据结构的操作和实现3. 线性结构- 数组- 链表- 栈和队列4. 树状结构- 树的概念和基本操作- 二叉树- 二叉搜索树- 平衡二叉树5. 图状结构- 图的概念和基本操作- 图的存储和表示- 图的遍历6. 排序算法- 插入排序- 选择排序- 冒泡排序- 快速排序- 归并排序7. 查找算法- 顺序查找- 二分查找- 哈希查找8. 算法设计策略- 分治法- 动态规划法- 回溯法- 贪心算法四、教学方法1. 理论讲解：通过课堂讲解，介绍算法与数据结构的基本概念、原理和方法；2. 编程实践：通过编程练习，让学生掌握数据结构的实现和算法的应用；3. 案例分析：通过实际问题的解决，让学生学会运用所学知识解决实际问题；4. 小组讨论：通过小组讨论，培养学生的团队合作和问题解决能力。

五、考核方式1. 平时作业：包括课后作业、编程练习和课堂表现等；2. 期中考试：考核学生对前半部分教学内容的掌握程度；3. 期末考试：考核学生对整个课程内容的掌握程度。

六、教学资料1. 教材：《算法与数据结构》（教材名称），（作者）著，（出版社）出版；2. 参考资料：《数据结构与算法分析》（参考书名称），（作者）著，（出版社）出版。

七、教学设备1. 计算机实验室；2. 投影仪；3. 编程软件。

第1章绪论◆基本概念：数据、数据元素、数据对象、数据结构、数据类型、抽象数据类型。

数据——所有能被计算机识别、存储和处理的符号的集合。

数据元素——是数据的基本单位，具有完整确定的实际意义。

数据对象——具有相同性质的数据元素的集合，是数据的一个子集。

数据结构——是相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合，表示为：Data_Structure=（D, R）数据类型——是一个值的集合和定义在该值上的一组操作的总称。

抽象数据类型——由用户定义的一个数学模型与定义在该模型上的一组操作，它由基本的数据类型构成。

◆算法算法：是指解题方案的准确而完整的描述。

算法不等于程序，也不等计算机方法，程序的编制不可能优于算法的设计。

算法的基本特征：是一组严谨地定义运算顺序的规则，每一个规则都是有效的，是明确的，此顺序将在有限的次数下终止。

特征包括：（1）可行性；（2）确定性，算法中每一步骤都必须有明确定义，不充许有模棱两可的解释，不允许有多义性；（3）有穷性，算法必须能在有限的时间内做完，即能在执行有限个步骤后终止，包括合理的执行时间的含义；（4）拥有足够的情报。

算法的基本要素：一是对数据对象的运算和操作；二是算法的控制结构。

指令系统：一个计算机系统能执行的所有指令的集合。

基本运算和操作包括：算术运算、逻辑运算、关系运算、数据传输。

算法的控制结构：顺序结构、选择结构、循环结构。

算法基本设计方法：列举法、归纳法、递推、递归、减斗递推技术、回溯法。

算法复杂度：算法时间复杂度和算法空间复杂度。

算法时间复杂度是指执行算法所需要的计算工作量。

算法空间复杂度是指执行这个算法所需要的内存空间。

for ( i = 1 , i < = 10 , i++ ) x=x+c； =>O(1)for ( i = 1 , i < = n , i++ ) x=x+n； =>O(n)多嵌套一个for，则为=>O(n^2) 以此类推真题难点：i = 1，while（i < = n)i = i * 3；=>O(log3^n)i = i * 2；=>O(log2^n) 以此类推数据的逻辑结构有以下两大类：线性结构：有且仅有一个开始结点和一个终端结点，且所有结点都最多只有一个直接前驱和一个直接后继。

《数据结构》考试大纲（专升本）一、考试性质《数据结构》是计算机科学与技术专业的核心课程，是计算机专业专升本入学考试的必考科目之一。

数据结构是计算机程序设计的重要理论基础，主要研究数据的各种内在规律和特性，以及如何在计算机中实现和应用这些规律和特性。

通过对数据结构的学习，可以使考生掌握数据的组织、存储和处理的基本方法，培养考生运用所学知识解决实际问题的能力。

二、考试目标本考试的目的是测试考生对数据结构基本概念、基本原理和基本方法的掌握程度和应用能力。

具体来说，考试应达到以下目标：1. 掌握数据结构的基本概念、基本原理和基本方法，包括数据的逻辑结构、存储结构和算法等。

2. 掌握线性表、栈、队列、树、图等基本数据结构的定义、表示和操作，理解它们的特性和应用场景。

3. 掌握常见的数据结构算法，包括查找、排序、图论算法等，能够分析和评估算法的时间复杂度和空间复杂度。

4. 了解数据结构的实际应用，如动态内存分配、数据压缩、文件存储管理等。

三、考试内容1. 数据结构的基本概念：数据的逻辑结构、存储结构、算法的描述与实现等。

2. 线性表：顺序表和链表的定义、表示和操作，包括插入、删除、查找等操作的时间复杂度分析。

3. 栈：栈的定义、表示和操作，包括入栈、出栈、判断栈是否为空等操作的时间复杂度分析。

4. 队列：队列的定义、表示和操作，包括入队、出队、判断队列是否为空等操作的时间复杂度分析。

5. 树：树的基本概念，包括树、森林、二叉树等；二叉树的定义、表示和操作，包括插入、删除节点等操作的时间复杂度分析；二叉搜索树、平衡二叉树等数据结构的定义和操作。

6. 图：图的基本概念，包括无向图、有向图等；图的表示方法，包括邻接矩阵和邻接表等；图的遍历算法，包括深度优先搜索和广度优先搜索等；最小生成树的概念和构造方法（Prim算法和Kruskal算法）；最短路径算法（Dijkstra算法和Floyd-Warshall算法）等。

课程名称：数据结构课时安排：2课时教学目标：1. 知识目标：- 理解数据结构的基本概念和重要性。

- 掌握线性表、栈、队列、链表等基本数据结构。

- 了解树和图的基本概念和常用算法。

2. 能力目标：- 能够根据实际问题选择合适的数据结构。

- 能够设计简单的数据结构程序。

- 能够分析数据结构的时空复杂度。

3. 情感目标：- 培养学生对数据结构的兴趣和好奇心。

- 增强学生的逻辑思维能力和解决问题的能力。

教学重点：1. 线性表、栈、队列、链表的基本概念和操作。

2. 树和图的基本概念和常用算法。

教学难点：1. 链表和树结构的实现。

2. 复杂算法的分析。

教学准备：1. 教师准备：多媒体课件、实验指导书、相关教材。

2. 学生准备：笔记本、笔。

教学过程：第一课时一、导入1. 引入数据结构的概念，强调其在计算机科学中的重要性。

2. 提问：数据结构有哪些作用？举例说明。

二、新课讲解1. 线性表：- 定义：线性表是具有相同数据类型的有限序列。

- 常见线性表：数组、链表。

- 线性表的插入、删除、查找等操作。

2. 栈：- 定义：栈是一种后进先出（LIFO）的线性表。

- 栈的基本操作：入栈、出栈、判空、取栈顶元素等。

3. 队列：- 定义：队列是一种先进先出（FIFO）的线性表。

- 队列的基本操作：入队、出队、判空、取队首元素等。

三、课堂练习1. 学生独立完成以下练习题：- 实现一个线性表的插入操作。

- 实现一个栈的出栈操作。

- 实现一个队列的入队操作。

四、总结1. 回顾本节课所学内容，强调数据结构的基本概念和操作。

2. 提醒学生注意课后复习，为下一节课做准备。

第二课时一、复习1. 回顾上一节课所学内容，提问学生相关知识点。

2. 学生回答问题，教师进行点评。

二、新课讲解1. 链表：- 定义：链表是一种由节点组成的线性表。

- 链表的基本操作：创建、插入、删除、查找等。

2. 树：- 定义：树是一种非线性结构，由节点组成，节点之间具有层次关系。