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2012版《数据结构A》课程实验指导书《数据结构A》课程实验指导书Data Structure Course Design课程编号：06311360 学时：15 学分：1先修课程：程序设计基础、⾯向对象程序设计适⽤专业：计算机科学与技术、⽹络⼯程、软件⼯程⼀、实验⽬的《数据结构A》课程是计算机科学与技术及其相关专业的⼀门重要的专业基础课。
在课堂教学中，⽐较全⾯、概括性地讲述数据结构学科中⼀些基础性知识、重要概念及各种算法，通过该实验教学和学⽣的上机实践，将这些基础性知识、重要概念及各种算法，在计算机上编程实现，使学⽣能够达到以下实验教学⽬标：1.掌握计算机处理数据的基本⽅法；2.了解算法的时间及空间分析⽅法；3.能够为实际应⽤所涉及的数据选择适当的逻辑结构、存储结构及相应的算法；4.通过在计算机上编程实现课程中介绍的各种算法，在程序设计能⼒⽅⾯得到提升。
⼆、上机实验总体要求1.每位同学准备⼀个实验本，上机前作好充分的准备⼯作，预习本次实验的内容，事先熟悉与实验有关的软硬件环境，编写好程序代码，供上机时使⽤。
2.实验时遵守实验室的规章制度，爱护实验设备，原则上每⼈固定实验设备，对于实验设备出现的问题，要及时向指导⽼师汇报。
3.编程序过程中要注意多存盘，避免由于死机等原因造成的不必要的重复录⼊。
4.内部⽂档要求：每个源⽂件和头⽂件都必须在⽂件⾸部的注释中注明设计者姓名，项⽬名（即我们的上机题⽬名），创建⽇期和最近⼀次修改⽇期。
包含main()函数的源⽂件必须在⾸部注释后另加⼀段注释，简要描述⼀下程序的⽬的和⽤到的主要数据结构。
⽂件注释格式如下：⽂件名称：项⽬名称：创建者：创建时间：最后修改时间：功能：⽂件中的函数名称和简单功能描述：⽂件中定义的全局变量和简单功能描述：⽂件中⽤到的他处定义的全局变量及其出处：与其他⽂件的依赖关系：◆每个类必须包含⾸部注释块，适度地描述这个类的⽬的。
类的⾸部注释应该紧挨着放在类的声明（⼀般在头⽂件⾥）前⾯。
《数据结构》课程实训任务书学期：2014~2015学年第三学期班级：131时间：1--4周机房：博学楼，70X实验室一、目的和要求1、进一步掌握常用算法的思想及实现；2、进一步理解和运用结构化程序设计的思想和方法；3、初步掌握开发一个小型实用系统的基本方法；4、掌握调试中小程序的基本方法；5、掌握流程图的表示方法；6、掌握书写程序设计开发文档的能力；7、锻炼和提高查找资料和自学能力；8、从“二、设计任务”中选择一个项目来完成，用C语言实现，系统的各个功能模块要求用函数的形式实现。
以小组为单位进行。
小组人数以3~4人为宜。
9、强调独立完成，强调实际成果；重视软件测试，重视文档写作。
10、课程实训结束后，每人要求提供以下电子文档：1）每组提交一份源程序文件2）每人提交一份实训报告。
实训报告的具体格式参考“三、课程设计报告格式”。
每组同学根据自己在小组中的任务不同，完成自己的模块的相关任务书。
3）每组一个演示文稿，答辩使用。
11、答辩以小组为单位，按照提交次序按组答辩。
二、设计任务课题一：宿舍管理查询系统1)任务：为宿舍管理员编写一个宿舍管理查询系统2) 程序要求A、采用交互工作方式（键盘、鼠标均可，控制台或者图形界面均可）B、建立数据文件，数据文件按关键字（姓名、学号、房号）进行排序（冒泡、选择、插入、快速排序任选一种）C、用二分查找实现以下操作：按姓名查询、按房号查询、按学号查询D、打印任一查询结果课题二：各种排序算法时间性能的比较1) 问题描述对各种排序方法（直接插入排序、希尔排序、起泡排序、快速排序、直接选择排序、堆排序和归并排序）的时间性能进行比较。
2) 基本要求(1) 设计并实现上述各种排序算法；(2) 产生正序和逆序的初始排列分别调用上述排序算法，并比较时间性能；(3) 产生随机的初始排列分别调用上述排序算法，并比较时间性能。
3) 设计思想上述各种排序方法都是基于比较的内排序，其时间主要消耗在排序过程中进行的记录的比较次数和移动次数，因此，统计在相同数据状态下不同排序算法的比较次数和移动次数，即可实现比较各种排序算法的目的。
一、实习背景数据结构是计算机科学中的基础课程，对于学习计算机编程、算法设计等方面具有重要意义。
为了更好地掌握数据结构知识，提高自己的编程能力，我参加了为期一个月的数据结构实习。
二、实习目标1. 掌握数据结构的基本概念和常用算法；2. 能够运用所学知识解决实际问题；3. 提高编程能力和团队协作能力。
三、实习内容1. 需求分析本次实习主要实现以下功能：（1）实现线性表、栈、队列、链表、树、图等基本数据结构；（2）实现查找和排序算法，如顺序查找、折半查找、快速排序、归并排序等；（3）设计并实现一个简单的学生管理系统，用于存储和管理学生的基本信息。
2. 设计说明（1）数据结构设计本次实习主要使用C语言实现数据结构，具体包括：- 线性表：使用数组实现静态线性表，使用链表实现动态线性表；- 栈和队列：使用数组实现栈和队列；- 树：使用链表实现二叉树；- 图：使用邻接矩阵和邻接表实现图。
（2）算法设计本次实习主要实现以下算法：- 查找算法：顺序查找、折半查找；- 排序算法：快速排序、归并排序；- 学生管理系统：使用链表实现学生信息存储，通过查找算法实现按学号或姓名查找学生信息。
（3）模块设计本次实习将整个程序划分为以下模块：- 数据结构模块：实现各种数据结构的基本操作；- 查找算法模块：实现查找算法；- 排序算法模块：实现排序算法；- 学生管理系统模块：实现学生管理系统的功能。
3. 上机结果及体会（1）合作人编码分工在本次实习中，我与同学合作完成编程任务。
我负责数据结构模块和查找算法模块的设计与实现，同学负责排序算法模块和学生管理系统模块的设计与实现。
（2）实际完成情况本次实习成功实现了以下功能：- 实现了线性表、栈、队列、链表、树、图等基本数据结构；- 实现了顺序查找、折半查找、快速排序、归并排序等查找和排序算法；- 设计并实现了一个简单的学生管理系统，能够存储和管理学生的基本信息。
（3）程序性能分析本次实习程序的性能分析如下：- 数据结构模块：使用链表实现数据结构，具有良好的动态性，空间复杂度较低；- 查找算法模块：顺序查找和折半查找算法的时间复杂度分别为O(n)和O(logn)，适用于不同场景；- 排序算法模块：快速排序和归并排序算法的时间复杂度均为O(nlogn)，适用于大数据量排序；- 学生管理系统模块：使用链表实现学生信息存储，查询效率较高。
《数据结构》课程实验内容与要求一、课程简介本课程着重讲述①线性结构、树型结构、图等典型数据结构的逻辑特点、存储结构及其相应的基本算法。
②各种查找算法③典型内部排序算法。
二、实验的作用、地位和目的数据结构是一门技术基础课，通过实验深刻理解各种逻辑结构、存储结构的特性，培养为实际问题分析其数据对象、基本操作，选择逻辑结构、存储结构灵活应用基本算法，设计出具有专业水准的应用程序的能力。
三、实验方式与要求①首先要求学生在课下完成问题分析、算法设计，基本完成程序设计。
②实验时，每位学生使用一台微机，独立调试，完成程序。
③程序调试好后，由指导教师检测运行结果，并要求学生回答相关的问题。
教师评出检查成绩。
④学生记录程序的输入数据，运行结果及源程序。
⑤在一周内完成实验报告。
四、考核方式与实验报告要求实验成绩由指导教师根据学生的实验完成情况、源程序质量、回答问题情况、实验报告质量、实验纪律等方面给分。
学生在实验后的一周内提交实验报告。
实验报告首页按学校统一印刷的实验报告模版书写。
实验报告中应包括如下内容：实验内容按任课教师下达的实验任务填写（具体实验题目和要求）；实验过程与实验结果应包括如下主要内容：算法设计思路简介算法描述：可以用自然语言、伪代码或流程图等方式算法的实现和测试结果：包括算法运行时的输入、输出，实验中出现的问题及解决办法等源程序清单与实验结果或其它说明可打印，并装订在实验报告首页之后。
实验报告雷同者，本次实验成绩为0分或雷同实验报告平分得分五、实验的软硬件环境硬件环境：PⅡ以上微型计算机软件环境：Windows98/2000,VC++6.0或turbo C六、实验内容安排实验一线性表应用实验时间：2012年3月16日，7-8节（地点：7-215）实验目的：理解线性表的逻辑特点；掌握顺序表、链表存储结构，以及线性表的基本操作，如插入、删除、查找，以及线性表合并等操作在顺序存储结构和链式存储结构上的实现算法，并能够在实际问题背景下的灵活运用线性表来解决问题，实现相应算法。
数据结构课程实验教案
合二为一。
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填表说明：1、每项页面大小可自行添减；2、教学内容与讨论、思考题、作业部分可合二为一。
数据结构课程实验教案
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11。
数据结构实验课教案一、实验目的与要求1. 实验目的(1) 掌握数据结构的基本概念和算法。
(2) 培养实际操作能力，巩固课堂所学知识。
(3) 提高编程技能，为实际项目开发打下基础。
2. 实验要求(1) 严格按照实验指导书进行实验。
(2) 实验前认真预习，充分理解实验内容。
(3) 实验过程中积极思考，遇到问题及时解决。
(4) 按时完成实验，积极参与讨论与交流。
二、实验环境与工具1. 实验环境(1) 操作系统：Windows 7/8/10或Linux。
(2) 编程语言：C/C++、Java或Python。
(3) 开发工具：Visual Studio、Eclipse、IntelliJ IDEA或PyCharm。
2. 实验工具(1) 文本编辑器或集成开发环境（IDE）。
(2) 版本控制系统（如Git）。
(3) 在线编程平台（如LeetCode、牛客网）。
三、实验内容与安排1. 实验一：线性表的基本操作(1) 实现线性表的顺序存储结构。
(2) 实现线性表的插入、删除、查找等基本操作。
(3) 分析线性表的时间复杂度。
2. 实验二：栈与队列的基本操作(1) 实现栈的顺序存储结构。
(2) 实现队列的顺序存储结构。
(3) 实现栈与队列的进栈、出栈、入队、出队等基本操作。
(4) 分析栈与队列的时间复杂度。
3. 实验三：线性表的链式存储结构(1) 实现单链表的结构。
(2) 实现单链表的插入、删除、查找等基本操作。
(3) 分析单链表的时间复杂度。
4. 实验四：树与二叉树的基本操作(1) 实现二叉树的结构。
(2) 实现二叉树的遍历（前序、中序、后序）。
(3) 实现二叉搜索树的基本操作。
(4) 分析树与二叉树的时间复杂度。
5. 实验五：图的基本操作(1) 实现图的邻接矩阵存储结构。
(2) 实现图的邻接表存储结构。
(3) 实现图的深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS）。
(4) 分析图的时间复杂度。
四、实验评价与成绩评定1. 实验评价(1) 代码质量：代码规范、注释清晰、易于维护。
《数据结构》实训报告数据结构实训报告一、实训目的和意义数据结构是计算机科学与技术专业的一门重要基础课程，通过学习数据结构可以帮助我们提高程序的效率和优化算法的性能。
在这次实训中，我们旨在通过实践应用所学的数据结构知识，进行问题解决和算法设计，提高我们的编程能力和思维逻辑。
二、实训内容和过程本次实训主要包括以下几个部分：线性表的应用、栈和队列的实现、树和图的应用。
首先，我们针对线性表的应用，选择了用数组实现一个顺序表和用链表实现一个单链表。
通过实际编程和调试，我们深入了解了数组和链表的特性和功能，并对其进行了性能对比和分析。
顺序表适合查找操作，但插入和删除操作的效率较低；而链表则可以实现快速插入和删除操作，但查找效率相对较低。
接着，我们实现了栈和队列这两种常用的数据结构。
我们分别使用数组和链表实现了栈和队列，并进行了相关操作的测试。
通过实际运行和验证，我们了解到栈和队列的应用场景和特点。
栈适用于递归和表达式求值等场景，而队列则适用于模拟等先进先出的场景。
最后，我们进行了树和图的应用。
我们实现了一个二叉树，并对其进行了遍历的操作。
此外，我们使用邻接矩阵实现了一个有向图，并进行了深度优先和广度优先的操作。
通过实践，我们加深了对树和图结构的理解，以及相关算法的应用和分析。
三、实践总结和收获通过这次数据结构的实训，我们学到了很多理论知识的应用和实践技巧。
具体来说，我们深入了解了线性表、栈、队列、树和图等数据结构的基本概念、特性和实现方式。
同时，我们掌握了相应的算法设计和优化的方法。
在实践过程中，我们遇到了不少问题和困难。
例如，在实现链表时，我们经常会出现指针指向错误或者内存泄漏的情况。
但通过调试和修改，我们逐渐克服了这些问题，并成功完成了实践任务。
通过这次实训，我们不仅提高了编程实践的能力，更重要的是加深了对数据结构的理解和应用。
我们了解了不同数据结构之间的特点和适用场景，能够根据实际问题选择合适的数据结构和算法。
《数据结构》实训指导书实训一线性表基本操作算法设计一、实训目的与要求1、掌握线性表的顺序存储结构的实现及其基本操作的算法设计；2、掌握线性表的链式存储结构的实现及其基本操作的算法设计；3、掌握算法转化为C程序的方法。
二、实训内容1、根据线性表L=(a,b,c,d,e,f)，编写程序建立其顺序存储结构并完成插入或删除操作。
2、根据线性表L=(a,b,c,d,e,f)，编写程序建立其链式存储结构并完成插入或删除操作。
三、实训步骤1、根据算法设计编写源程序；2、输入并编辑源程序；3、运行并分析程序；四、实训总结与体会[根据本次实训过程，总结你对线性表基本操作算法设计的基本体会]实训二栈和队列基本操作的算法设计一、实训目的与要求1、掌握栈的基本操作算法设计的实现；2、掌握队列的基本操作算法设计的实现。
二、实训内容1、根据栈S=(a,b,c,d,e)，建立其顺序存储结构或链式存储结构，并完成对该栈的进栈或出栈操作；2、根据队列Q=(a,b,c,d,e)，建立其顺序存储结构或链式存储结构，并完成对该队列的进队或出队操作；三、实训步骤1、根据算法编写源程序；2、输入并编辑源程序；3、调试、分析程序。
四、实训总结[根据本次实训内容和过程，总结你对栈、队列的基本操作算法设计的体会]实训三二叉树的遍历算法设计一、实训目的与要求1、掌握二叉树的链式存储结构的算法实现；2、掌握遍历二叉树的算法实现。
二、实训内容1、根据算法编写程序建立下图所示二叉树的链式存储结构（建立二叉链表）；2、根据算法编写程序完成对该二叉树的中序遍历（或先序遍历、后序遍历）。
三、实训步骤1、根据算法编写程序；2、输入并编辑程序；3、运行并分析程序。
四、实训总结与体会【根据本次实训内容及过程，简述对二叉树存储结构的实现及遍历二叉树算法设计的体会】实训四图的存储及遍历算法设计一、实训目的与要求1、掌握图的邻接矩阵、邻接表存储结构的算法实现；2、掌握图的遍历算法设计。
《数据结构》课程设计教学任务书20010-6课程设计周数：2周指导老师：康平一、课程设计的目的数据结构课程主要是研究非数值计算的程序设计问题中所出现的计算机操作对象以及它们之间的关系和操作的学科。
数据结构是介于数学、计算机软件和计算机硬件之间的一门计算机专业的核心课程，它是计算机程序设计、数据库、操作系统、编译原理及人工智能等的重要基础，广泛的应用于信息学、系统工程等各种领域。
学习数据结构是为了将实际问题中所涉及的对象在计算机中表示出来并对它们进行处理。
通过课程设计可以提高学生的思维能力，促进学生的综合应用能力和专业素质的提高。
通过此次课程设计主要达到以下目的：⏹了解并掌握数据结构与算法的设计方法，具备初步的独立分析和设计能力；⏹初步掌握软件开发过程的问题分析、系统设计、程序编码、测试等基本方法和技能；⏹提高综合运用所学的理论知识和方法独立分析和解决问题的能力；⏹训练用系统的观点和软件开发一般规范进行软件开发，培养软件工作者所应具备的科学的工作方法和作风。
二、课程设计的基本要求1、独立思考，独立完成：课程设计中各任务的设计和调试要求独立完成，遇到问题可以讨论，但不可以拷贝。
2、做好上机准备：每次上机前，要事先编制好准备调试的程序，认真想好调试步骤和有关环境的设置方法，准备好有关的文件。
3、按照课程设计的具体要求写课程设计报告，要求题目按照如下几个内容认真完成；其中包括：a）需求分析：在该部分中叙述，每个模块的功能要求b）概要设计在此说明每个部分的算法设计说明（可以是描述算法的流程图），每个程序中使用的存储结构设计说明（如果指定存储结构请写出该存储结构的定义。
c）详细设计各个算法实现的源程序，对每个题目要有相应的源程序（可以是一组源程序，每个功能模块采用不同的函数实现）源程序要按照写程序的规则来编写。
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。
d）调试分析测试数据，测试输出的结果，和每个模块设计和调试时存在问题的思考（问题是哪些？问题如何解决？），算法的改进设想。
数据结构课程设计
一、数据结构课程设计要求
学生必须仔细阅读《数据结构》课程设计方案，认真主动完成课设的要求。
有问题及时主动通过各种方式与教师联系沟通。
学生要发挥自主学习的能力，充分利用时间，安排好课设的时间计划，并在课设过程中不断检测自己的计划完成情况，及时的向教师汇报。
课程设计按照教学要求需要一周时间完成，两周中每天（按每周5天）至少要上3-4小时的机来调试C语言设计的程序，总共至少要上机调试程序15小时
二、数据结构课程设计的具体内容
本次课程设计完成如下模块（共5个模块，学生可以在其中至少挑选3个功能块完成，但有**号的模块是必须要选择的,多做可以加分）
1、joseph环 **
任务：编号是1，2，……,n的n个人按照顺时针方向围坐一圈，每个人只有一个密码（正整数）。
一开始任选一个正整数作为报数上限值m,从第一个仍开始顺时针方向自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，直到所有人全部出列为止。
设计一个程序来求出出列顺序。
要求：利用单向循环链表存储结构模拟此过程，按照出列的顺序输出各个人的编号。
测试数据：
m的初值为20，n=7 ,7个人的密码依次为3，1，7，2，4，7，4，首先m=6,则正确的输出是什么？
要求：
输入数据：建立输入处理输入数据，输入m的初值，n ，输入每个人的密码，建立单循环链表。
输出形式：建立一个输出函数，将正确的输出序列
2、迷宫求解**
任务：可以输入一个任意大小的迷宫数据，用非递归的方法求出一条走出迷宫的路径，并将路径输出；
要求：
在上交资料中请写明：存储结构、基本算法（可以使用程序流程图）、源程序、测试数据和结果、算法的时间复杂度、另外可以提出算法的改进方法；
3、单词统计系统
功能：输入文本和单词集，程序可以统计出词集中各个单词出现的次数，出现位置所在行的行号，同一行出现两次的只输出一个行号。
要求：文本串非空且以文件形式存放，统计匹配的词集非空。
文件名和词集均由用户从键盘输入；“单词”定义：由字母构成的字符序列，中间不含空格符且区分大小写；待统计的“单词”在文本串中不跨行出现，它或者从行首开始，或者前置以一个空格符；存储结构使用线性表，分别用几个子函数实现相应的功能；
测试数据：文本文件为本次实习中的word.c;待统计的词集为：
int char for while return struct。
输出：分行输出每个单词出现的次数和出现位置所在行的行号，同一行出现两次的只输出一个行号。
4、运动会分数统计
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、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。
规定：输入数据形式和范围：20以内的整数（如果做得更好可以输入学校的名称，运动项目的名称）
输出形式：有中文提示，各学校分数为整形
界面要求：有合理的提示，每个功能可以设立菜单，根据提示，可以完成相关的功能要求。
存储结构：学生自己根据系统功能要求自己设计，但是要求运动会的相关数据要存储在数据文件中。
（数据文件的数据读写方法等相关内容在c语言程序设计的书上，请自学解决）请在最后的上交资料中指明你用到的存储结构；
测试数据：要求使用1、全部合法数据；2、整体非法数据；3、局部非法数据。
进行程序测试，以保证程序的稳定。
测试数据及测试结果请在上交的资料中写明；
5.校园导游咨询系统
任务：编制一个为来访客人进行最短路径导游的程序
要求：从学校的平面图上选取n个有代表性的景点，根据用户指定的起点和终点输出相应路径，或根据用户指定的景点输出景点的信息。
三、上交相关内容要求
上交的成果的内容必须由以下四个部分组成，缺一不可
1．上交源程序：学生按照课程设计的具体要求所开发的所有源程序（应该放到一个文件夹中）；
2．上交程序的说明文件：（保存在.txt中）在说明文档中应该写明上交程序所在的目录，上交程序的主程序文件名，如果需要安装，要有程序的安装使用说明；
3．课程设计报告：（保存在word 文档中，文件名要求按照"姓名-学号-课程设计报告"起名，如文件名为"张三-001-课程设计报告".doc ）按照课程设计的具体要求建立的功能模块，每个模块要求按照如下几个内容认真完成；
其中包括:
a)需求分析：
在该部分中叙述，每个模块的功能要求
b)概要设计
在此说明每个部分的算法设计说明（可以是描述算法的流程图），每个程序中使用的存储结构设计说明（如果指定存储结构请写出该存储结构的定义。
c）详细设计
各个算法实现的源程序，对每个题目要有相应的源程序（可以是一组源程序，每个功能模块采用不同的函数实现）
源程序要按照写程序的规则来编写。
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。
d）调试分析
测试数据，测试输出的结果，时间复杂度分析，和每个模块设计和调试时存在问题的思考（问题是哪些？问题如何解决？），算法的改进设想。
4. 课设总结：（保存在word 文档中）总结可以包括 : 课程设计过程的收获、遇到问题、遇到问题解决问题过程的思考、程序调试能力的思考、对数据结构这门课程的思考、在课程设计过程中对《数据结构》课程的认识等内容
四、课程设计窗口展示部分
1. 上交成果中要有你的磁盘文件说明
2．上交磁盘的文件结构要清晰，你的主程序可以编译成exe 文件。
