数据结构实验报告(杨辉三角-约瑟夫环)
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约瑟夫环课程设计实验报告《数据结构》课程设计报告课程名称:《数据结构》课程设计课程设计题目:joseph环姓名:院系:计算机学院专业:年级:学号:指导教师:2011年12月18日目录1 课程设计的目的 (2)2 需求分析 (2)3 课程设计报告内容 (3)1、概要设计 (3)2、详细设计 (3)3、调试分析 (x)4、用户手册 (x)5、测试结果 (6)6、程序清单 (7)4 小结 (10)1、课程设计的目的(1)熟练使用C++编写程序,解决实际问题;(2)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;(3)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;(4)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;2、需求分析1、问题描述: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。
2、要求:利用不带表头结点的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。
3、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?输出形式:建立一个输出函数,将正确的输出序列3、课程设计报告内容概要设计:在理解了题目后,我先想到的是我们所学的单链表,利用单链表先建立循环链表进行存贮,建立完循环链表后,我将所要编写的函数分为了两块,一块是经过学过的单链表改编的循环链表的基本操作函数,还有一块是运行约瑟夫环的函数。
详细设计:我先建立一个结构体,与单链表一样,只是多了一个存密码的code域struct LinkNode{int data; /删除的是尾结点时(不知道为什么我写程序里总是编译出现错误){q->next=head; //重新链接delete a;len--;return out;}else{q->next=a->next; delete a;len--;return out;}}}}5、测试结果:6 程序清单:#include <>struct LinkNode{int data;int code;LinkNode *next;};class LinkList{public:LinkList();void Creat(const int ); //~LinkList();int Delete(LinkNode* );int Joseph(int );private:LinkNode* head;LinkNode* elem;int len;};LinkList::LinkList(){head=elem=NULL;len=0;}void LinkList::Creat(const int number) {if(number==1){head=elem=new LinkNode;head->data=1;cout<<"请输入密码:"<<endl;< bdsfid="152" p=""></endl;<> cin>>head->code;head->next=head;}else{head=elem=new LinkNode;head->data=1;cout<<"请依次输入各个密码:"<<endl;< bdsfid="161" p=""></endl;<>cin>>head->code;LinkNode*q=head;q=head;for(int i=1;i<number;i++)< bdsfid="166"p=""></number;i++)<>{LinkNode*p=new LinkNode;p->data=i+1;cin>>p->code;q->next=p;q=p;}q->next=head;}len=number;}int LinkList::Delete(LinkNode *a){if(len>1){if(head==a){int out=head->data;LinkNode* q=head;while(q->next!=head){q=q->next;}q->next=head->next;head=head->next;delete a;len--;return out;}else{LinkNode* q=head;int out=a->data;while(q->next!=a){q=q->next;}q->next=a->next;delete a;len--;return out;}}}int LinkList::Joseph(int m){if(len>1){LinkNode *q;if(m==1){q=elem;int a=q->code;elem=elem->next;cout<<delete(q)<<endl;< bdsfid="222" p=""></delete(q)<<endl;<>Joseph(a);}else{for(int i=1;i<m;i++)< bdsfid="228" p=""></m;i++)<>elem=elem->next;q=elem;elem=elem->next;int a=q->code;cout<<delete(q)<<endl;< bdsfid="234" p=""></delete(q)<<endl;<>Joseph(a);}}elsecout<data;}int main(){int num,code;cout<<"请输入人数: ";cin>>num;LinkList L;(num);cout<<"请输入第一个上限数: ";cin>>code;cout<<"出列顺序:"<<endl;< bdsfid="252" p=""></endl;<> (code);return 0;}4、小结一、这次课程设计的心得体会通过实践我的收获如下:一开始接触数据结构课程设计真的挺难的,好多都不会,不是逻辑方面的问题,而是不具备动手能力,脑子里总有一团火,比如对于这个题目,一开始有很多的想法,想到了从逻辑上怎么实现他,要编写哪些程序,但是一到需要编写了就开始为难了,可以说是几乎不知道从哪里入手,参考了书本里的程序,仿照他的结构一步一步做下来,现在对于单链表的各种操作已经算是比较熟练了,让我知道光有理论知识还远远不够,需要多动手,写的多了自然就能手到擒来。
数据结构上机实验报告1、需求分析1:用一个循环链表实现n个人按顺时针排成一圈,每个人看作一个节点,每个节点都是一个结构体类型,包含三个域: 序号域(data), 密码域(key),指向下一个人的指针域(next).2:程序开始时由用户任意输入人数n及一个正整数作为报数上限值m,一个正整数作为密码最大值,判断所输密码是否在范围内。
然后为依次每一个人指定一个密码3:初始密码为用户外部输入的密码m, 从第一个人开始按顺市针方向自1开始报数.,报道m的时停止,报m的人出列,将他的密码作为新的密码值(m), 从他在顺针方向的下一个人开始重新从1报数,如此下去,直至所有的人全部出列为止.4:本程序最终结果为n 的人的出列顺序5:测试数据: m的初值为1; n =5(即有5个人)57个人的密码依次为:1,2,3,4,5.首先没的值为1,正确的出列顺序应为1,2,4,3,5。
2概要分析(1)抽象数据类型的定义:为实现上述程序的功能,可以用整数存储用户的输入。
并将用户输入的值存储于线性表中。
算法的基本思想:约瑟夫环问题中的数据是人所在的位置,而这种数据是存在“第一元素、最后元素”,并且存在“唯一的前驱和后继的”,符合线性表的特点。
由于需要模拟约瑟夫环的出列问题,可以采用顺序表来实现线性表,完成出列顺序的输出。
核心算法主要分为两步:1、确定需要删除的位置,2、设置并删除该位置。
已知报数间隔m,我们可以把当前位置加上m获得需要删除的位置,如果获得的位置超过顺序表中实际元素的总长度,则可以通过减去数组的实际长度来修正(即模拟环状计数)。
然后把顺序表中的当前指向位置设置为该位置,继而删掉该位置。
反复进行上述确定位置和删除位置的操作,直到顺序表为空。
(2)主程序的流程:程序由三个模块组成:(1)输入模块:无提示语句,直接输入总人数n和报数次数m,中间用逗号隔开。
(2)构造链表并输入每个人信息模块:(3)主要处理出列的函数:分别在DOS下和文件中,按移除元素的顺序依次显示其位置。
《数据结构》实验报告班级:姓名:学号:日期:08-10-20题目:约瑟夫环一、上机实验的问题和要求:问题描述:编号为1到n的n个人围成一圈,每人带一个密码c,以m为报数上限。
然后从第一个人开始顺时针自1开始报数,报到m的人出列,将其密码作为新的m值,从他的下一个人开始,同样顺时针自1开始报数,依次循环下去,直到所有的人都出列!要求得到依次出列的那些人的编号序列!基本要求:用C代码实现此活动,要求使用一定的算法进行操作,并最终通过程序运算出最后的结果!二、程序设计的基本思想,原理和算法描述:(包括程序的模块结构,数据结构,输入/输出设计,符号名说明等)基本思想:利用不带头结点单向循环链表模拟该活动,在实现了一切动作之后,运用一定的算法得到最终的结果。
程序的模块结构:定义了相关的结构体之后,主要有以下几大模块:1.建立由头指针指示的有n个结点的不带头结点的单向循环链表crt_CLinkList(H,n);2.寻找、输出、删除H单循环链表的第m个结点locfor(H,m);3.最后通过main函数体处理参数的输入与显示,并调用以上两函数,最终解决问题。
主要数据结构:单链的循环链表,即线性表的链式存储结构。
算法的伪码描述:结构体定义如下:typedef struct Lnode /*定义单链表*/{int number; /*编号*/int cipher; /*密码*/struct Lnode *next; /*指针*/}Lnode,*CLinklist; /*重定向命名*/CLinklist H; /*H为全局单链表*/算法的实现详见源程序。
输入/输出设计本程序并未采用任何二进制文件出入的方式,这点说明将在最后总结提到。
至于函数的出入口问题,在源程序及注释中将得到详细说明,这里不再赘述。
三、源程序及注释:(说明函数功能、入口及出口参数,其他)#include <stdio.h> /* 头文件*/#include <stdlib.h>#include <alloc.h>typedef struct Lnode /*定义单链表*/{int number; /*编号*/int cipher; /*密码*/struct Lnode *next; /*指针*/}Lnode,*CLinklist; /*重定向命名*/CLinklist H; /*H为全局单链表*/struct Lnode *crt_CLinkList(CLinklist H,int m) /*创建一个不带头结点的单向循环链表*/{ /*其中,H为全局单链表,m为链表结点总数*/ int i; /*循环记数用*/struct Lnode *ptr1; /*用于索引*/if((ptr1=(struct Lnode *)malloc(sizeof(struct Lnode)))==NULL) /*一旦动态内存分配失败,报错退出!*/ {perror("malloc");return ptr1;}H=ptr1; /*形成单个结点的单循环链表*/ptr1->next=H;for(i=1;i<m;i++) /*形成m个结点的不带头结点的单循环链表*/ {if((ptr1->next=(struct Lnode *)malloc(sizeof(struct Lnode)))==NULL){perror("malloc");ptr1->next=H;return H;}ptr1=ptr1->next; /*其中H指头,ptr指尾*/ptr1->next=H;}return H; /*返回成功新建的单链表H*/}void locfor(CLinklist H,int m) /*寻找输出删除链表H中的第m个结点*/{ /*H为全局链表,m为要查找删除的结点位置*/ int i; /*循环计数*/struct Lnode *ptr;for(i=1;i<=5;i++) /*考虑图形界面的美观问题*/printf("number\tcipher\t");i=1; /*初始化*/while(H->next!=H) /*只剩单个结点时停止循环,进行最后输出!*/ {if(m==1) /*考虑进行自身删除的情况,即m=1*/{for(ptr=H->next;ptr->next!=H;ptr=ptr->next);/*正因为是自身删除才要费大劲寻找其父结点*/printf("%-6d\t",H->number); /*找到后,先输出*/printf("%-6d\t",H->cipher);m=H->cipher; /*确定下一次寻找的m值*/ptr->next=H->next; *删除结点,即自身结点*/ptr=ptr->next;free(H); /*因为对于链表中的结点,每个之前都分配了内存,所以free是必要的*/H=ptr; /*不同于以下普通结点的删除,自身删除还要还原H*/i=1; /*i重置,以方便下一次的循环操作*/}else if(i==m-1) /*因为从自身开始即为1号,因为m-1,而不是m*/{ptr=H->next; /*结点的删除操作同于上面的情况!*/printf("%-6d\t",ptr->number);printf("%-6d\t",ptr->cipher);m=ptr->cipher;H->next=ptr->next;H=H->next;free(ptr);i=1;}else{H=H->next; /*若未找到,则继续遍历!*/i++;}}printf("%-6d\t",H->number); /*对于单个结点的单循环链表,进行最终的输出操作!*/ printf("%-6d",H->cipher);free(H); /*完成所有任务并释放所有内存占用!*/}void main() /*主函数接口*/{ /*调用所有函数,进行实验模拟,并得出实验结果!*/ int i,j,n=30,m,k;struct Lnode *ptr;randomize(); /*因为下面调用了random函数,故此处的初始化很有必要!*/ printf("Now the experiment will begin.You have two choices!\n");/*数据输入可以电脑随机,也可以自行输入*/printf("If you want to enter the datas all by yourself,please enter 1.\n");/*自行输入(方便检测程序问题)*/ printf("If you want to get the datas by the computer,please enter 0.\n"); /*电脑随机产生数据*/printf("Now your choice:"); /*用户选择*/scanf("%d",&j);while(j!=0&&j!=1) /*考虑程序的完善性,对于误输入的提示并报警!*/ {printf("\nYou enter is unillage!Please try again!\n");printf("Now your choice:"); /*重新输入*/scanf("%d",&j);}H=crt_CLinkList(H,n); /*初始化链表*/if(j==0) /*电脑随机充入数据*/for(i=1;i<=30;i++){H->number=i;H->cipher=rand(); /*随机函数*/H=H->next;}else /*此时选择实验者输入数据!*/{for(i=1;i<=30;i++){H->number=i;printf("Now number %d,please enter the cipher:",i);scanf("%d",&k);H->cipher=k;H=H->next;}}m=rand(); /*默认情况下,m随机产生*/printf("Do you want to enter the number m?Enter 1 to set or others cancel!\n");/*当然,如果想自已输,可以进行覆盖*/scanf("%d",&k);if(k==1) /*自行输入m值*/{printf("Please enter the number m:");scanf("%d",&m);}system("cls"); /*考虑屏幕大小,进行分屏显示*/printf("All followed are your datas!\n"); /*界面友善*/for(i=1;i<=5;i++)printf("number\tcipher\t");for(i=0;i<30;i++) /*显示所有处理前数据*/{printf("%-6d\t",H->number);printf("%-6d\t",H->cipher);H=H->next;}printf("And the number m is :%d\n",m);printf("\nAfter the program,the result is:\n");locfor(H,m); /*对所有数据进行实验处理,直至所有结点处理完!*/ getchar();printf("\nPress any key return!"); /*TC环境下,方便查看结果!*/getchar();}四、用户使用说明与测试运行结果:1.运行程序后,首先弹出界面,截图如右:理性化的选择:如果打1,则所有的cipher均由用户输入,这样方便对特殊数据进行程序测试!如果打0,那么所有的数据均由电脑产生!那如果打其他的呢?考虑到误输入,加了一个循环,以提高程序的健壮性!2.首先自行输入数据进行测试。
杨辉三角(一)需求分析1.逐行打印二项展开式(a + b)i 的系数2.要求:输入杨辉三角的阶数n,在屏幕上显示数杨辉三角形。
3.输入的值n以小于12为宜(图形漂亮)。
(二)概要设计1. 首先初始化一个队列,元素为1,然后根据这个队列迭代生成任意行的二项式系数。
2. 判断用户输入的行数,然后决定循环次数。
这些循环中,程序根据杨辉三角的实际构造函数模拟构造过程。
每次形成一个新的二项式系数序列,并将这个序列保持在一个新的队列中。
本次循环结束后,这个心构造的序列将作为下次循环来构造另一个二项式序列的参照序列。
(三)详细设计1.定义队列结点typedef struct QNode{int data;struct QNode *next;}QNode ,*QueuePtr;typedef struct {QueuePtr front;QueuePtr rear;}LinkQueue;2.基本操作函数原型●队列初始化void InitQueue(LinkQueue *Q){Q->front =Q->rear = (QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));if(!Q->front) printf("OVERFLOW");Q->front->next= NULL;}●插入元素e为新的队尾元素void EnQueue(LinkQueue *Q,int e){QNode *p;p = (QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));if(!p) printf("OVERFLOW");p->data = e;p->next = NULL;Q->rear->next = p;Q->rear = p;}●void DeQueue(LinkQueue *Q){ QNode *p;if(Q->front == Q->rear) printf("ERROR");Q->front->next = Q->front->next->next;}●美化形状for(i = 1;i <= n; i++){printf("\n");c=i;for(b=1;b<=n-c;c++){printf(" ");}}●根据上行系数求下行系数for (j=1;j<=i+2;j++){t = q->front->next->data;DeQueue (q);EnQueue (q,s+t);s = t;if (j!=i+2) printf("%3d ",s);}(四)调试分析1.美化形状时,第一次的输出空格的个数和位置考虑的有瑕疵,导致图像歪歪曲曲的。
数据结构实验报告题目:约瑟夫环姓名:学号:专业班级:指导教师:课题工作时间:一.需求分析1.约瑟夫环(Joseph)问题的一种描述是:设有编号1,2,3。
n(n>0)的N个人围成一个圈,每个人持有一个密码(正整数)。
开始时从第k(1<=k<=n)个人按顺时针方向自1开始顺序报数,报到m(m为第K个人的密码)的人出圈,再以这个人顺时针方向上的下一个人的密码为m,并开始重新从1报数。
如此下去,直至所有人全部出列为止。
试设计一个程序求出出列顺序。
2.演示程序以用户和计算机的对话方式执行,即在计算机终端上显示“提示信息”之后,有用户在键盘上输入演示程序中规定的运算命令,相应的输入数据和运算结果显示在其后。
3.测试数据(1)m=20, n=7, 结果依次为为3,1,7,2,4,8,4(2)m=20,n=1(3)m=20,n=0前面一组为常规数据,后面两组为边缘数据二、概要设计本程序是多文件程序,构成的函数有int main() 主函数,输出出队序列int initsuiji() 随机数产生初始化int suiji(int x,int y) 随机数产生函数int InitList(SqList &L) 初始化顺序表int ListInsert(SqList &L,int i,ElemType e) 在顺序表中插入元素int ListDelete(SqList &L,int i,ElemType &e) 删除顺序表中的元素int shunxu(int number) 顺序存储算法JosephuNode *Creat_Node(int numbers) 创建单循环链表void Josephu(JosephuNode *head,int Password) 添加元素信息int lianbiao(int number) 链表算法其中,void main()是最主要的函数,分别执行两种算法,并在执行的同时按照出列顺序输出元素信息(编号,密码),并在结尾输出两种算法执行所用的时间长短。
约瑟夫环数据结构实验报告《约瑟夫环数据结构实验报告》摘要:本实验旨在通过使用约瑟夫环数据结构来模拟约瑟夫问题,并通过实验结果分析该数据结构的性能和适用场景。
实验结果表明,约瑟夫环数据结构在解决约瑟夫问题方面具有良好的性能和效率,并且可以应用于一定范围的实际问题中。
1. 引言约瑟夫问题是一个经典的数学问题,描述了一个有n个人的圆桌围坐,从第一个人开始报数,报到m的人离开,然后从离开的人的下一个人开始重新报数,直到所有人离开。
在本实验中,我们将使用约瑟夫环数据结构来模拟这一问题,并分析其性能和适用场景。
2. 实验方法我们首先定义了一个约瑟夫环的数据结构,并实现了相应的插入、删除等操作。
然后,我们使用不同规模的数据集进行了实验,记录了每次操作的时间开销,并进行了性能分析。
3. 实验结果实验结果表明,约瑟夫环数据结构在解决约瑟夫问题方面具有良好的性能和效率。
在不同规模的数据集下,其操作时间基本保持在可接受的范围内,并且随着数据规模的增加,性能表现基本保持稳定。
4. 结论约瑟夫环数据结构在解决约瑟夫问题方面具有良好的性能和效率,并且可以应用于一定范围的实际问题中。
然而,在处理大规模数据时,仍需进一步优化算法和数据结构,以提高性能和效率。
5. 展望未来,我们将进一步研究约瑟夫环数据结构在实际问题中的应用,并探索其在其他领域的潜在价值。
同时,我们也将继续优化算法和数据结构,以提高其性能和适用范围。
综上所述,约瑟夫环数据结构在解决约瑟夫问题方面具有良好的性能和效率,并且具有一定的实际应用价值。
通过本实验,我们对该数据结构有了更深入的了解,并为其在实际问题中的应用提供了一定的参考和借鉴。
约瑟夫环数据结构实验报告约瑟夫环数据结构实验报告引言约瑟夫环是一种经典的数学问题,它涉及到一个有趣的数据结构。
本次实验旨在通过实现约瑟夫环数据结构,深入理解该问题,并探索其在实际应用中的潜力。
本报告将介绍实验的设计和实现过程,并分析实验结果。
实验设计在本次实验中,我们选择使用链表来实现约瑟夫环数据结构。
链表是一种非常灵活的数据结构,适合用于解决约瑟夫环问题。
我们设计了一个Josephus类,其中包含了创建环、添加元素、删除元素等操作。
实验实现1. 创建环在Josephus类中,我们首先需要创建一个循环链表。
我们使用一个头节点来表示环的起始位置。
在创建环的过程中,我们可以选择指定环的长度和起始位置。
2. 添加元素在创建环之后,我们可以通过添加元素来向约瑟夫环中插入数据。
我们可以选择在环的任意位置插入元素,并且可以动态地调整环的长度。
3. 删除元素根据约瑟夫环的规则,每次删除一个元素后,下一个元素将成为新的起始位置。
我们可以通过删除元素的操作来模拟约瑟夫环的运行过程。
在删除元素时,我们需要考虑环的长度和当前位置。
实验结果通过实验,我们得出了以下结论:1. 约瑟夫环数据结构可以有效地模拟约瑟夫环问题。
通过创建环、添加元素和删除元素的操作,我们可以模拟出约瑟夫环的运行过程,并得到最后剩下的元素。
2. 约瑟夫环数据结构具有一定的应用潜力。
除了解决约瑟夫环问题,该数据结构还可以用于其他类似的问题,如任务调度、进程管理等。
3. 约瑟夫环数据结构的时间复杂度较低。
由于约瑟夫环的特殊性质,我们可以通过简单的链表操作来实现该数据结构,使得其时间复杂度较低。
结论本次实验通过实现约瑟夫环数据结构,深入理解了该问题,并探索了其在实际应用中的潜力。
通过创建环、添加元素和删除元素的操作,我们可以模拟出约瑟夫环的运行过程,并得到最后剩下的元素。
约瑟夫环数据结构具有一定的应用潜力,并且具有较低的时间复杂度。
通过本次实验,我们对数据结构的设计和实现有了更深入的理解,并为将来的研究和应用奠定了基础。
实验报告:约瑟夫环一.需求分析1.本实验中,要求模拟N个持有密码的人在一种出序规则下的出序情况,每人有一个密码,并且N人在顺时针方向编号为1,2……N,在给予一个初始密码时要求将出序的人的序号打印出以摸拟该过程。
2.程序以计算机提示的方式出现,在显示提示信息后由用户从键盘上输入相应的信息。
3.测试数据M初值为20,N=7,7人的密码依次为:3,1,7,2,4,8,4,输入后正确的输出顺序为6,1,4,7,2,3,5。
二.概要设计为实现上述模拟功能,应以循环链表表示被编号的人。
为此,仅需要一个数据类型:循环链表。
1.循环链表的抽象数据类型定义为:ADT linkpeople{数据对象:D={a i|a i∈elepeople, i=1,2,3……,n}数据关系:R1={<a i-1,a i>|a i-1,a i∈D,i=1,2,……n}基本操作:creatcircle(&L)初始条件:L不存在。
操作结果:构造一个环形链表。
Workcircle(&L)初始条件:环形链表已存在。
操作结果:按所给规则处理链表,并释放退出循环的结点。
}ADT Linkpeople2.本程序包含三个模块:(1)主程序模块:int main(){读入初始值;构造链表;处理链表;}(2)创立链表模块——创立环形链表。
(3)处理链表模块——处理链表。
各模块之间的调用关系如下:创立模块处理模块三.详细设计1.元素结点类型typedef struct people{int number;int code;struct people *next;}elepeople,*linkpeople;2.模块设计linkpeople creatcircle(linkpeople p,int n){int i;linkpeople k,q,r;printf("please enter code \n");q=p;k=p;for(i=1;i<=n;i++){ if(i==n){k->next=q;k->number=n;scanf("%d",&k->code);}//处理最末的输入数据else{ scanf("%d",&k->code);k->number=i;r=(linkpeople)malloc(sizeof(elepeople));k->next=r;k=k->next;} //依此处理输入数据}return k;//返回最后结点指针}//creatcirclevoid workcircle(linkpeople q,int m){int c;linkpeople p,r;p=q;printf("the sequence of outpeople\n");while(p!=p->next){for(c=1;c<=m-1;c++)p=p->next;//找到处理结点前一个指针printf("%d ",p->next->number);m=p->next->code;r=p->next;p->next=p->next->next;free(r);}printf("%d ",p->number);free(p);//处理最后结点}//workcircle3.主函数int main(){int m;int n;linkpeople s;linkpeople p;printf("please enter the first code and sum of people\n");scanf("%d %d",&m,&n);p=(linkpeople)malloc(sizeof(elepeople));s=creatcircle(p,n);workcircle(s,m);return 0;}//main4.函数调用关系creatcircle workcircle四.调试分析1.在creatcircle的操作中,对其参数的传值问题未认真推敲,导致运行有误,以后应该注意。
数据结构实验报告约瑟夫环约瑟夫环是一个古老而有趣的问题,也是数据结构中一个经典的应用。
它的故事发生在公元前1世纪,当时犹太人正面临罗马的入侵。
为了避免被俘虏,一群犹太士兵决定以一种特殊的方式自杀,而不是被罗马人俘虏。
他们围成一个圈,按照某个规则进行自杀,直到只剩下一个人为止。
这就是著名的约瑟夫环问题。
在这个问题中,我们有n个人,编号从1到n,围成一个圈。
按照一定的规则,从第一个人开始报数,每次报到m的人将被淘汰。
然后,从下一个人开始重新报数,如此循环,直到只剩下一个人为止。
这个问题的解决方法有很多,其中最常见的是使用链表数据结构。
我们可以将每个人表示为一个节点,节点之间通过指针连接,形成一个环形链表。
每次淘汰一个人后,只需要将指针跳过被淘汰的节点,重新连接链表。
为了更好地理解这个问题,我们可以通过一个简单的例子来演示。
假设有10个人,编号从1到10,每次报数到3的人将被淘汰。
首先,我们将这10个人表示为一个环形链表:1->2->3->4->5->6->7->8->9->10->1。
按照规则,第一次报数到3的人是3号,所以我们将3号节点从链表中删除:1->2->4->5->6->7->8->9->10->1。
接下来,从4号节点开始重新报数。
第二次报数到3的人是6号,所以我们再次将6号节点从链表中删除:1->2->4->5->7->8->9->10->1。
以此类推,直到只剩下一个人为止。
通过这个例子,我们可以看到约瑟夫环问题的解决方法非常简单直观。
使用链表数据结构,每次淘汰一个人后,只需要将指针跳过被淘汰的节点,重新连接链表。
这种方法的时间复杂度为O(n*m),其中n为人数,m为报数的次数。
除了链表,还有其他数据结构可以用来解决约瑟夫环问题。
数据结构实验报告约瑟夫环约瑟夫环是一种经典的数学问题,它源于古代传说中的故事。
根据传说,约瑟夫是一位犹太历史学家,他和他的朋友们被罗马军队包围在一个洞穴里。
为了避免被俘虏,他们决定自杀,但是他们决定以一个特殊的方式来做。
他们围成一个环,从一个人开始,每隔一个人就杀死一个,直到只剩下一个人。
约瑟夫是最后一个幸存者。
这个问题可以用数据结构来解决,其中最常用的方法是使用循环链表。
循环链表是一种特殊的链表,它的最后一个节点指向第一个节点,形成一个环。
在解决约瑟夫环问题时,我们可以使用循环链表来模拟这个环。
首先,我们需要创建一个循环链表,并将所有的人依次添加到链表中。
然后,我们需要设置一个计数器,用来记录当前的位置。
接下来,我们需要遍历链表,每次遍历到计数器所指向的位置时,将该节点从链表中删除,并将计数器加一。
当计数器的值等于要删除的位置时,我们就将该节点删除,并将计数器重置为1。
重复这个过程,直到链表中只剩下一个节点为止。
通过使用循环链表,我们可以很方便地解决约瑟夫环问题。
这种方法的时间复杂度为O(n*m),其中n表示初始链表的长度,m表示要删除的位置。
由于每次删除一个节点后,链表的长度会减少,所以实际上的时间复杂度会小于O(n*m)。
除了使用循环链表,还可以使用数组来解决约瑟夫环问题。
我们可以创建一个长度为n的数组,然后将所有的人依次添加到数组中。
接下来,我们需要设置一个计数器,用来记录当前的位置。
然后,我们需要遍历数组,每次遍历到计数器所指向的位置时,将该人从数组中删除,并将计数器加一。
当计数器的值等于要删除的位置时,我们就将该人删除,并将计数器重置为1。
重复这个过程,直到数组中只剩下一个人为止。
与循环链表相比,使用数组解决约瑟夫环问题的方法更加简单。
但是,数组的长度是固定的,所以如果要解决的问题规模很大,可能会导致内存的浪费。
此外,数组的删除操作需要移动其他元素,所以时间复杂度较高。
综上所述,约瑟夫环问题是一个经典的数学问题,可以通过使用循环链表或数组来解决。
数据结构实验报告实验一杨辉三角形(Pascal’s triangle)一、需求分析1.输入的形式和输入值的范围本程序中,需输入的杨辉三角级数level为正整数,由键盘输入,以回车结束2.输出的形式通过屏幕输出杨辉三角3.程序所能达到的功能用户从键盘输入需要的杨辉三角级数,从屏幕输出杨辉三角4.测试数据输入:5输出: 1 11 2 11 3 3 11 4 6 4 11 5 10 10 5 1二、概要设计以链队列结构实现该实验1.抽象数据类型定义ADT Queue {数据对象:D = { ai | ai∈ElemSet , i = 1,2,…,n,n≥0 }数据关系:R1={<ai-1,ai> | ai-1 , ai∈D, i=2,…,n}约定其中ai端为队列头,an端为队列尾基本操作:InitQueue ( &Q )操作结果:构造一个空队列QDestroyQueue ( &Q )初始条件:队列Q已存在操作结果:队列Q被销毁,不再存在ClearQueue ( &Q )初始条件:队列Q已存在操作结果:将Q清为空队列QueueEmpty ( Q )初始条件:队列Q已存在操作结果:若Q为空队列,则返回TRUE,否则FALSEQueueLength ( Q )初始条件:队列Q已存在操作结果:返回Q的元素个数,即队列长度GetHead ( Q , &e )初始条件:Q为非空队列操作结果:用e返回Q的队头元素EnQueue ( &Q , e )初始条件:队列Q已存在操作结果:插入元素e为Q的新队尾元素DeQueue ( &Q , &e )初始条件:Q为非空队列操作结果:删除Q的队头元素,并用e返回其值QueueTraverse ( Q , visit( ) )初始条件:Q已存在且非空操作结果:从队头到队尾,依次对Q的每个数据元素调用函数visit( )。
一旦visit( )失败,则操作失败。
}ADT Queue2.主程序流程void main ( ){初始化;输入数据;执行功能;显示结果;}3.各程序模块间调用关系主程序↓各功能模块三、详细设计1.抽象数据类型定义定义数据类型QNode{整形数据 data;指针变量 *next;}QNode,*QueuePtr;typedef struct{设定队头指针设定队尾指针}LinkQueue;2.各功能模块算法(1)//构造空队列Qint InitQueue{获取数据结构类型QNode;设定头结点,头尾指针指向头结点;}(2)//插入e为Q的队尾元素int EnQueue{分配动态内存空间;确认分配成功;队尾元素赋值;定义队尾指针;}(3)//销毁Q的队头元素并用e返回其值 int DeQueue{若头尾元素相等返回ERROR;队头元素赋p;P值赋e;销毁队头元素;}(4)//用e返回Q的队头元素int GetHead{若头尾元素不相等队头元素赋e返回;否则不返回;}3.主函数void main(){定义整形变量n , j , i , t , x , level ;通过键盘输入杨辉三角级数level初始化队列插入1为队列队尾元素//输出杨辉三角令n=1;当n<=level+1时循环,每轮循环结束n+1{插入1为队列队尾元素令j=1;当j<=level-n+1时循环,每轮循环结束j+1{输出空格以调整三角结构;}令i=1;当i<=n-1时循环,每轮循环结束i+1;{ ;输出t;用x获取Q的队头元素;t=t+x;运算结果t插入队尾;}//判断语句确保首行为空,即去除杨辉三角顶角若n>1{//输出行尾的1,完成一行的输出用x获取并销毁Q的队头元素;输出x;将1插入队尾;}输出换行以调整结构;}}4.函数调用关系图Main函数↓调用InitQueue函数↓调用EnQueue函数↓调用DeQueue函数↓调用GetHead函数↓结束四、调试分析程序的编写及调试基本正常,开始时由于细节问题导致杨辉三角结构上出现些许问题:1.主函数输出的杨辉三角有顶角(即首行为1),后调整循环判定条件并增加if语句消除首行使三角输出正常2.杨辉三角结构混乱,不整齐,后通过设定输出字符数调整正常五、用户使用说明根据提示输入所需杨辉三角级数即可示例:请输入所需的杨辉三角级数:7六、测试结果操作及输出流程详见如下截图七、附录源程序如下:#include <stdio.h>#include <stdlib.h> //引用的函数库typedef struct QNode{int data;struct QNode *next;}QNode,*QueuePtr;typedef struct{QueuePtr front; //队头指针QueuePtr rear; //队尾指针}LinkQueue;int InitQueue(LinkQueue &Q){//构造空队列QQ.front=Q.rear=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode)); if(!Q.front)exit(-2);Q.front->next=NULL;return 1;}int EnQueue(LinkQueue &Q,int e){//插入e为Q的队尾元素QueuePtr P=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));if(!P)exit(-2);P->data=e;P->next=NULL;Q.rear->next=P;Q.rear=P;return 1;}int DeQueue(LinkQueue &Q,int &e){//销毁Q的队头元素并用e返回其值if(Q.front==Q.rear)return 0;QueuePtr P=Q.front->next;e=P->data;Q.front->next=P->next;if(Q.rear==P)Q.rear=Q.front;free(P);return 1;}int GetHead(LinkQueue Q,int &e){//用e返回Q的对头元素if(Q.front!=Q.rear){e=Q.front->next->data;return 1;}elsereturn 0;}void main(){int n,j,i,t,x,level; //定义变量printf("请输入所需的杨辉三角级数: \n");scanf("%d",&level); //获取杨辉三角级数LinkQueue Q;InitQueue(Q);EnQueue(Q,1); //插入1为队列队尾元素 printf("\n所求杨辉三角如下: \n");for(n=1;n<=level+1;n++){EnQueue(Q,1); //插入1为队列队尾元素for(j=1;j<=level-n+1;j++){printf(" ");}for(i=1;i<=n-1;i++){//逐个输出队列元素,并构建下一行需输出的队列DeQueue(Q,t);printf("%3d ",t); //输出Q的队头元素并销毁GetHead(Q,x);t=t+x;EnQueue(Q,t); //运算结果插入队尾}if(n>1) //判断语句确保首行为空,即去除杨辉三角顶角{//输出行尾的1,完成一行的输出DeQueue(Q,x);printf("%3d ",x);EnQueue(Q,1);}printf("\n");}}实验二约瑟夫环(Josephus Ring)一、需求分析1.输入的形式和输入值的范围本程序中,需输入的系数n,s,m都是正整数,由键盘按提示依次输入,以回车结束2.输出的形式从屏幕输出出列顺序3.程序所能达到的功能用户由键盘输入约瑟夫环的必要数据(人数,起始序号,出列数),由屏幕输出出列顺序4.测试数据输入:7 2 3输出:4 7 3 1 6 2 5二、概要设计以单向循环链表实现该程序1.抽象数据类型的定义ADT ListNode{数据对象:D={ai | ai∈CharSet,i= 1,2,…,n,n≥0}数据关系:R1={< ai-1 ,ai > | ai ∈D, I=2,…,n}基本操作:InitList(&L)操作结果:构造一个最大长度ms内容为空的有序表L。
ClearList(&L)初始条件:线性表L已经存在。
操作结果:将L重置为空表。
EmptyList(L)初始条件:线性表L已经存在。
操作结果:若L为空表返回TRUE,否则返回FALSE。
ListLength(L)初始条件:线性表L已经存在。
操作结果:返回L中数据元素个数。
GetElem(L, pos, &e)初始条件:线性表L已经存在,1≤i≤ListLength(L)。
操作结果:用e返回L中第i个数据元素的值。
LocateElem(L, e)初始条件:线性表L已经存在。
操作结果:返回L中第1个与e相同的元素的位序。
若不存在返回0。
ListInsert (L, i, e)初始条件:线性表L已经存在。
操作结果:在L中的第i个元素的位置之前插入新元素e,L的长度加1。
ListDelete(L, pos, e)初始条件:线性表L已经存在,1≤i≤ListLength(L)。
操作结果:删除L的第i个数据元素,并用e返回其值,L的长度减1。
ListTraverse(L)初始条件:线性表L已经存在。
操作结果:依次对L的每个数据元素进行访问。
}ADT CirLinkedList2.主程序流程void main(){初始化;输入数据;执行功能;显示结果;}3.程序模块间调用关系主程序↓各功能模块三、详细设计1.抽象数据类型定义定义数据类型 LNode{整形变量 num;指针变量 *next;};定义LNode类型NODE;2.各程序模块算法NODE *createlinklist(int n){//初始化循环链表,并返回头指针定义指针 *head,*p,*q;整形 i=1;定义头指针;赋p值i;令i=2;当i<=n是循环,每轮循环结束i+1{动态内存分配;若q==0返回0;q->p->next;q->p=q;赋p值i;}表尾指针指向表头;返回头指针;}joseph函数(NODE *p,int n,int m){//约瑟夫函数,用于输出约瑟夫环整形 i,j;NODE *q;令i=1;当i<=n时循环,每轮循环末i+1{令j=1;当j<m时循环,每轮循环末j+1{p->next->p;}p->next->q;q->next->p->next;输出q值;释放q;}}3.主函数算法main(){NODE *head;整形 n,s,m;整形 i;由键盘获取n;由键盘获取s;由键盘获取m;获取头指针head;若s=1令i=1;当i<n时循环,每轮循环结束i+1head->next->head;else令i=1;当i<s-1时循环,每轮循环结束i+1head->next->head;调用joseph函数,输出序列;}4.函数调用关系图main函数↓调用createlinklist函数↓调用joseph函数↓结束四、调试分析程序的编写和调试基本正常,开始编写程序时忘记考虑s=1时的情况,导致程序出现bug,经过单步跟踪调试后发现程序的错误,采用if语句对s=1的情况单独处理将问题解决。