数据结构实验指导书(新版)
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《数据结构》实验指导书实验一、顺序表实验目的:熟悉顺序表的逻辑特性、存储表示方法和顺序表的基本操作。
实验要求:了解并熟悉顺序表的逻辑特性、存储表示方法和顺序表的基本操作的实现和应用。
实验内容:编写程序实现下列的要求:(1) 设数据元素为整数,实现这样的线性表的顺序存储表示。
(2) 键盘输入10个数据元素,利用顺序表的基本操作,建立该表。
(3) 利用顺序表的基本操作,找出表中的最大的和最小的数据元素(用于比较的数据元素为整数)。
(4) * 若数据元素为学生成绩(含姓名、成绩等字段),重新编程,实现上面的要求。
要求尽可能少地修改前面的程序来得到新程序。
(这里用于比较的字段为分数)练习及思考题:(1)顺序表的操作上有什么特点?(2)不固定数据元素的个数,而通过特殊数据来标记输入数据的结束,实现这样的输入操作。
实验二、链表实验目的:熟悉链式表的逻辑特性、存储表示方法的特点和链式表的基本操作。
实验要求:了解并熟悉链式表的逻辑特性、存储表示方法和链式表的基本操作的实现和应用。
实验内容:编写程序实现下列的要求:(1) 设学生成绩表中的数据元素为学生成绩(含姓名、成绩字段),实现这样的线性表的链式存储表示。
(2) 键盘输入若干个数据元素(用特殊数据来标记输入数据的结束),利用链表的基本操作(前插或后插算法),建立学生成绩单链表。
(3) 键盘输入关键字值x,打印出表中所有关键字值<=x的结点数据。
(用于比较的关键字字段为分数)。
(4) 输入关键字值x,删除表中所有关键字值<=x的结点。
(用于比较的关键字字段为分数)。
练习及思考题:(1)不同类型的数据元素所对应的链式表在类型定义和操作实现上有什么异同?(2)有头结点的链式表,有什么特点?实验三、栈的应用实验目的:熟悉栈的逻辑特性、存储表示方法和栈的基本操作。
实验要求:了解并熟悉栈的逻辑特性、顺序和链式存储表示方法和栈的基本操作的实现和应用。
实验内容:(1) 判断一个表达式中的括号(仅有一种括号,小、中或大括号)是否配对。
《数据结构和算法》实验指导书实验及学时数分配序号实验名称学时数(小时)1 实验一线性表 42 实验二树和二叉树 23 实验三图 24 实验四查找 25 实验五内部排序 2合计12几点要求:一、上机前:认真预习相关实验内容,提前编写算法程序,上机时检查(未提前编写程序者,扣除平时成绩中实验相关分数)。
二、上机中:在Turbo C或VC6.0环境中,认真调试程序,记录调试过程中的问题、解决方法以及运行结果。
上机时签到;下机时验收签字。
三、下机后:按要求完成实验报告,并及时提交(实验后1周内)。
实验一线性表【实验目的】1、掌握用Turbo c上机调试线性表的基本方法;2、掌握线性表的基本操作,插入、删除、查找以及线性表合并等运算在顺序存储结构和链式存储结构上的运算;3、运用线性表解决线性结构问题。
【实验学时】4 学时【实验类型】设计型【实验内容】1、顺序表的插入、删除操作的实现;2、单链表的插入、删除操作的实现;3、两个线性表合并算法的实现。
(选做)【实验原理】1、当我们在线性表的顺序存储结构上的第i个位置上插入一个元素时,必须先将线性表中第i个元素之后的所有元素依次后移一个位置,以便腾出一个位置,再把新元素插入到该位置。
若是欲删除第i个元素时,也必须把第i个元素之后的所有元素前移一个位置;2、当我们在线性表的链式存储结构上的第i个位置上插入一个元素时,只需先确定第i个元素前一个元素位置,然后修改相应指针将新元素插入即可。
若是欲删除第i个元素时,也必须先确定第i个元素前一个元素位置,然后修改相应指针将该元素删除即可;3、详细原理请参考教材。
【实验步骤】一、用C语言编程实现建立一个顺序表,并在此表中插入一个元素和删除一个元素。
1、通过键盘读取元素建立线性表;(从键盘接受元素个数n以及n个整形数;按一定格式显示所建立的线性表)2、指定一个元素,在此元素之前插入一个新元素;(从键盘接受插入位置i,和要插入的元素值;实现插入;显示插入后的线性表)3、指定一个元素,删除此元素。
数据结构实验指导书实验一线性表的创建与应用一、实验目的1、掌握线性表的定义2、掌握线性表的基本操作:插入、删除、查找以及线性表合并等运算在链接存储结构上的运算。
二、实验内容1、阅读并运行本实验程序(有序顺序表实现)2、用单链表方式实现本程序相应功能(有序单链表)3、利用有序单链表实现一元多项式的加法的功能。
三、实验要求1、认真阅读和掌握本实验的参考程序(有序顺序表)。
2、上机运行该程序。
3、保存和打印出程序的运行结果,并结合程序进行分析。
4、按照有序顺序表功能,重新改写程序并运行,打印出文件清单和运行结果5、创建有序单链表时,要用头插法和尾插法同时实现。
6、实现一元多项式的加法的功能,并输出结果。
7、最好能将结果写入到文本文件中。
四、注意事项:1、实验学时:4学时2、实验完成一周内提交实验报告(实验报告本)3、实验结果要求抓图打印4、严禁抄袭五、实验附件程序(有序顺序表)Odsqlist.h文件:#define LIST_INIT_SIZE 8 //线性表存储空间的初始分配量#define LISTINCREMENT 10 //线性表存储空间的分配增量#define OVERFLOW -2#define ERROR 0#define OK 1#define TRUE 1#define FALSE 0typedef int Status;typedef int ElemType;typedef struct {ElemType *elem; // 存储空间基址int length; // 当前长度int listsize; // 当前分配的存储容量(以sizeof(ElemType)为单位)}SqList; // 俗称顺序表typedef SqList OdSqList; //有序顺序表Status InitList(OdSqList&); // 结构初始化void Destroy(OdSqList&); //销毁有序顺序表void ClearList(OdSqList&);//清空有序表Status ListEmpty(OdSqList);//判有序表为空int ListLength(OdSqList);//求表长int LocateElem(OdSqList,ElemType); // 查找void ListInsert(OdSqList&,ElemType); // 插入元素Status ListDelete(OdSqList&, int,ElemType& ); // 删除元素int ListDeletem(OdSqList&L, ElemType e); // 删除所有值为e的元素,返回删除的元素个数int ListDeletemn(OdSqList&, ElemType, ElemType ); // 删除所有值界于mink~maxk的元素,并返回删除的元素个数void ListTraverse(OdSqList);//遍历非递减有序线性表odsqlist.cpp文件:#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include "odsqlist.h"Status InitList( OdSqList& L ){// 构造一个空的线性表L.elem = (ElemType*) malloc (LIST_INIT_SIZE*sizeof(ElemType));if (!L.elem)exit(OVERFLOW);L.length = 0;L.listsize = LIST_INIT_SIZE;return OK;} // InitListvoid ListTraverse(OdSqList L){//遍历线性表int i;printf("listsize is %d.\n",L.listsize);printf("listlength is %d.\n",L.length);printf("the list is:(");for(i=1;i<=L.length;i++)printf("%d ",L.elem[i-1]);printf(")\n");}int LocateElem(OdSqList L, ElemType e){// 在顺序表中查询第一个满足判定条件的数据元素,若存在,则返回它的位序,否则返回 0int i;i = 1; // i 的初值为第 1 元素的位序ElemType *p;p = L.elem; // p 的初值为第 1 元素的存储位置while (i <= L.length && *p++!=e) ++i;if (i <= L.length) return i;else return 0;}void ListInsert(OdSqList &L, ElemType e) {// 在顺序表L中保序插入新的元素eElemType *newbase,*p,*q;if (L.length >= L.listsize) { // 当前存储空间已满,增加分配newbase = (ElemType *)realloc(L.elem,(L.listsize+LISTINCREMENT)*sizeof (ElemType));if (!newbase) exit(OVERFLOW);// 存储分配失败L.elem = newbase; // 新基址L.listsize += LISTINCREMENT; // 增加存储容量}q = &(L.elem[0]); // q 指示第1个元素位置for (p = &(L.elem[L.length-1]);p>=q&&*p>e; --p)*(p+1) = *p; // 插入位置及之后的元素右移*(p+1) = e; // 插入e++L.length; // 表长增1}Status ListDelete(OdSqList &L, int i, ElemType &e) {ElemType *p,*q;if ((i < 1) || (i > L.length)) return ERROR;// 删除位置不合法p = &(L.elem[i-1]); // p 为被删除元素的位置e = *p; // 被删除元素的值赋给 eq = L.elem+L.length-1; // 表尾元素的位置for (++p; p <= q; ++p) *(p-1) = *p;// 被删除元素之后的元素左移--L.length; // 表长减1return OK;}void Destroy(OdSqList& L){//销毁有序顺序表free(L.elem);}void ClearList(OdSqList& L){//清空有序表L.length=0;}Status ListEmpty(OdSqList L){//判有序表为空if(L.length==0)return TRUE;else return FALSE;}int ListLength(OdSqList L){//求表长return L.length;}int ListDeletem(OdSqList& L, ElemType e){// 删除所有值为e的元素,返回删除的元素个数ElemType *p,*q,*r;int i=0;//删除的元素个数p=&L.elem[0];//扫描指针for(q=&L.elem[L.length-1];*p<e&&p<=q;p++);if(p<=q&&*p==e){i++;for(r=p+1;*r==e&&r<=q;r++,i++);if(r<=q)for(;r<=q;r++,p++)*p=*r;}L.length-=i;return i;}int ListDeletemn(OdSqList& L, ElemType mink, ElemType maxk){// 删除所有值界于mink~maxk的元素,并返回删除的元素个数ElemType *p,*q,*r,temp;int i=0;if(maxk<mink){temp=maxk;maxk=mink;mink=temp;}p=&L.elem[0];for(q=&L.elem[L.length-1];*p<mink&&p<=q;p++);//p指针指向第1个大于等于mink的元素if(p<=q&&*p<=maxk){//若*p小于等于maxki++;for(r=p+1;*r<=maxk&&r<=q;r++,i++);//r指针指向第1个大于maxk的元素if(r<=q)for(;r<=q;r++,p++)*p=*r;}L.length-=i;return i;}app.cpp文件:#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include "odsqlist.h"void main(){OdSqList L;int k;char i;ElemType e,mink,maxk;printf("OdSqList is init……\n");i=InitList(L);ListTraverse(L);while(1){printf("\n\nplease select:\n");printf("1------insert\n");printf("2------traverse\n");printf("3------deletei\n");printf("4------deletek\n");printf("5------deletemink-maxk\n");printf("6------locate\n");printf("7------isempty\n");printf("8------length\n");printf("9------clearlist\n");printf("0------quit\n");scanf("%d",&k);switch(k){case 1:printf("please input e:");scanf("%d",&e);ListInsert(L,e);ListTraverse(L);scanf("%c",&i);printf("please press any key to continue……");scanf("%c",&i);break;case 2:ListTraverse(L);scanf("%c",&i);printf("please press any key to continue……");scanf("%c",&i);break;case 3:while(1){printf("please input delete i:");scanf("%d",&i);if(ListDelete(L,i,e)==ERROR)printf("delete positon is error!\n");else {printf("Deleted elem is %d\n",e);break;}}ListTraverse(L);scanf("%c",&i);printf("please press any key to continue……");scanf("%c",&i);break;case 4:printf("please input delete e:");scanf("%d",&e);ListTraverse(L);printf("%d elem is deleted.\n",ListDeletem(L,e));ListTraverse(L);scanf("%c",&i);printf("please press any key to continue……");scanf("%c",&i);break;case 5:printf("please input delete mink and maxk:");scanf("%d%d",&mink,&maxk);ListTraverse(L);printf("%d elem is deleted.\n",ListDeletemn(L,mink,maxk));ListTraverse(L);scanf("%c",&i);printf("please press any key to continue……");scanf("%c",&i);break;case 6:printf("please input locate e:");scanf("%d",&e);i=LocateElem(L,e);if(i==0)printf("locate Defaulted!\n");elseprintf("located no. is %d\n",i);ListTraverse(L);scanf("%c",&i);printf("please press any key to continue……");scanf("%c",&i);break;case 7:if(ListEmpty(L))printf("the orderlist is empty!\n");elseprintf("the orderlist is not empty!\n");scanf("%c",&i);printf("please press any key to continue……");scanf("%c",&i);break;case 8:printf("length is %d.\n",ListLength(L));scanf("%c",&i);printf("please press any key to continue……");scanf("%c",&i);break;case 9:ClearList(L);printf("the orderlist is empty!\n");scanf("%c",&i);print f("please press any key to continue……");scanf("%c",&i);break;case 0:Destroy(L);exit(1);break;}}}实验二栈(队列)的创建与应用一、实验目的1.掌握栈(队列)的基本操作:初始化栈(队列)、判栈(队列)为空、出栈(队列)、入栈(队列)等运算。
《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。
引言概述正文内容
1.实验环境配置
1.1硬件要求
计算机硬件配置要求
操作系统要求
附加硬件设备要求(如虚拟机等)
1.2软件要求
编程语言要求(如C/C++、Java等)开发环境配置(如IDE、编译器等)1.3实验库和工具
实验需要使用的库文件和工具
如何获取和配置实验库和工具
2.实验内容介绍
2.1实验目标和背景
数据结构实验的作用和意义
实验背景和相关应用领域介绍
2.2实验概述
实验内容的大致流程和步骤
实验中可能遇到的问题和挑战
2.3实验要求
对学生实验流程和实验结果的要求
实验过程中需要注意的事项和技巧
3.实验步骤
3.1实验准备
配置实验环境
获取实验所需数据和文件
3.2实验具体步骤
根据实验要求将数据结构知识应用到具体问题中根据实验要求实现相应的算法和数据结构
3.3实验示例代码
提供示例代码以供学生参考和学习
解析示例代码中的关键步骤和实现细节
4.实验答案
4.1实验题目
实验题目及相关说明
确定实验的具体要求和目标
4.2实验答案解析
对实验答案的具体实现进行解析
对实验中可能遇到的问题和错误进行分析和解决4.3实验答案示例
提供实验答案的示例代码
解析实验答案中的关键实现步骤和说明
5.实验总结
5.1实验成果评估
对学生实验成果进行评估
分析实验结果的优点和不足
5.2实验心得
学生对本次实验的收获和感想
学生对未来实验的建议和展望
总结。
《数据结构》实验指导书;郑州轻工业学院目录&前言 (3)实验01 顺序表的基本操作 (7)实验02 单链表的基本操作 (19)实验03 栈的基本操作 (32)实验04 队列的基本操作 (35)实验05 二叉树的基本操作 (38)实验06 哈夫曼编码 (40)实验07 图的两种存储和遍历 (42)实验08 最小生成树、拓扑排序和最短路径 (46)实验09 二叉排序树的基本操作 (48)实验10 哈希表的生成 (50)>实验11 常用的内部排序算法 (52)附:实验报告模板 (54)前言《数据结构》是计算机相关专业的一门核心基础课程,是编译原理、操作系统、数据库系统及其它系统程序和大型应用程序开发的重要基础,也是很多高校考研专业课之一。
它主要介绍线性结构、树型结构、图状结构三种逻辑结构的特点和在计算机内的存储方法,并在此基础上介绍一些典型算法及其时、空效率分析。
这门课程的主要任务是研究数据的逻辑关系以及这种逻辑关系在计算机中的表示、存储和运算,培养学生能够设计有效表达和简化算法的数据结构,从而提高其程序设计能力。
通过学习,要求学生能够掌握各种数据结构的特点、存储表示和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数据表达和存储方案,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。
另外本课程的学习过程也是进行复杂程序设计的训练过程,通过算法设计和上机实践的训练,能够培养学生的数据抽象能力和程序设计能力。
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、实验目的本课程实验主要是为了原理和应用的结合,通过实验一方面使学生更好的理解数据结构的概念和常用的几种数据结构在计算机中的存储和实现的方法,加强学生动手能力;另一方面培养学生从实际问题中抽象出对应的抽象数据类型,进而找到合适的计算机存储方法和算法,为以后课程的学习、大型软件的开发、实际工程问题打下良好的软件开发基础。
数据结构实验指导书数据结构实验指导书目录数据结构实验指导书 (1)目录 (1)实验指导书概述 (2)实验题目 (3)实验一单链表的插入、删除 (3)[实验目的] (3)[实验内容] (3)[测试数据] (3)[实现提示] (3)实验二栈及其应用 (5)[实验目的] (5)[实验内容] (5)[测试数据] (5)实验三二叉树的递归算法 (5)[实验目的] (5)[实验内容] (6)[测试数据] (6)实验四查找及排序算法的应用 (7)[实验目的] (7)[实验内容] (7)[测试数据] (7)实验指导书概述“数据结构”是计算机专业一门重要的专业技术基础课程,是一门关键性核心课程。
本课程系统地介绍了软件设计中常用的数据结构以及相应的存储结构和实现算法,介绍了多种常用的查找和排序技术,并对其进行了性能分析和比较,内容非常丰富。
本课程的学习将为后续课程的学习以及软件设计水平的提高打下良好的基础。
由于以下原因,使得掌握这门课程具有较大难度:∙内容多,时间短,给学习带来困难;∙贯穿全书的动态链表存储结构和递归技术是学习中的重点和难点;∙隐含在各部分的技术和方法丰富,也是学习的重点和难点;∙先修课程中所介绍的专业性知识不多,加大了学习难度。
由于数据结构课程的技术性与实践性,《数据结构课程实验》的设置十分必要。
为了帮助学生更好地学习本课程,理解和掌握算法设计所需的技术,为整个专业学习打好基础,要求运用所学知识,上机解决一些典型问题,通过分析、设计、编码、调试等各环节的训练,使学生深刻理解、牢固掌握所用到的一些技术。
数据结构中稍微复杂一些的算法设计中可能同时要用到多种技术和方法,如算法设计的构思方法,动态链表,算法的编码,递归技术,与特定问题相关的技术等,要求重点掌握线性链表、二叉树和树、图结构、数组结构相关算法的设计。
在掌握基本算法的基础上,掌握分析、解决实际问题的能力。
通过实验实践内容的训练,突出构造性思维训练的特征, 提高学生组织数据及编写大型程序的能力。
《数据结构》实验指导书姚建绩编北方民族大学计算机科学与工程学院2009年8月目录实验一:线性表的实现(设计,2学时) 3 实验二:顺序栈、链栈的实现(设计,2学时)7 实验三:队列的实现(设计,2学时)9 实验四:特殊矩阵的压缩存储实现及访问(设计,2学时)11 实验五:二叉树的存储和实现(设计,2学时)13 实验六:图的存储和实现(设计,2学时)14 实验七:常用排序算法的实现(设计,2学时)15 实验八:基本查找算法的实现(设计,2学时)16课程编号:11100713 课程类别:专业基础课适用专业:计算机科学与技术、软件工程、网络工程、信息管理与信息系统课程总学时:80 实验学时:16开设实验项目数:8实验一:线性表的实现(设计,2学时)一、实验目的与要求1.熟悉C语言的上机环境,进一步掌握C语言的结构特点。
2.掌握线性表的顺序存储结构的定义及C语言实现。
3.掌握线性表的链式存储结构——单链表的定义及C语言实现。
4.掌握线性表在顺序存储结构即顺序表中的各种基本操作。
5.掌握线性表在链式存储结构——单链表中的各种基本操作。
二、实验环境安装有Visual C++6.0或其它C编译环境的PC机一台。
三、实验预习与准备1.复习教材相关章节内容。
2.复习C语言中关于结构体与指针的相关内容。
3.认真阅读实验题目,事先写好程序。
四、实验内容和步骤实验题目1:实现顺序表各种基本运算的算法。
编写一个程序,实现顺序表的各种基本运算,以下各功能分别用一个函数来实现,并在此基础上设计一个主函数进行验证各函数的正确性:(1)初始化顺序表L。
(必做)(2)输出顺序表L。
(必做)(3)输出顺序表L的长度。
(必做)(4)判断顺序表L是否为空。
(5)输出顺序表L的第i个元素的值。
(6)输出元素x的位置。
(7)在第i个元素位置上插入x元素。
(8)删除L的第i个元素。
(9)删除L中值为x的元素。
注:(1)~(3)为必做的内容,(4)~(9)可任选两个。
《数据结构与算法》实验指导书实验及学时数分配几点要求:一、上机前:认真预习相关实验内容,提前编写算法程序,上机时检查(未提前编写程序者,扣除平时成绩中实验相关分数)。
二、上机中:在Turbo C或VC6.0环境中,认真调试程序,记录调试过程中的问题、解决方法以及运行结果。
上机时签到;下机时验收签字。
三、下机后:按要求完成实验报告,并及时提交(实验后1周内)。
实验一线性表【实验目的】1、掌握用Turbo c上机调试线性表的基本方法;2、掌握线性表的基本操作,插入、删除、查找以及线性表合并等运算在顺序存储结构和链式存储结构上的运算;3、运用线性表解决线性结构问题。
【实验学时】4 学时【实验类型】设计型【实验内容】1、顺序表的插入、删除操作的实现;2、单链表的插入、删除操作的实现;3、两个线性表合并算法的实现。
(选做)【实验原理】1、当我们在线性表的顺序存储结构上的第i个位置上插入一个元素时,必须先将线性表中第i个元素之后的所有元素依次后移一个位置,以便腾出一个位置,再把新元素插入到该位置。
若是欲删除第i个元素时,也必须把第i个元素之后的所有元素前移一个位置;2、当我们在线性表的链式存储结构上的第i个位置上插入一个元素时,只需先确定第i个元素前一个元素位置,然后修改相应指针将新元素插入即可。
若是欲删除第i个元素时,也必须先确定第i个元素前一个元素位置,然后修改相应指针将该元素删除即可;3、详细原理请参考教材。
【实验步骤】一、用C语言编程实现建立一个顺序表,并在此表中插入一个元素和删除一个元素。
1、通过键盘读取元素建立线性表;(从键盘接受元素个数n以及n个整形数;按一定格式显示所建立的线性表)2、指定一个元素,在此元素之前插入一个新元素;(从键盘接受插入位置i,和要插入的元素值;实现插入;显示插入后的线性表)3、指定一个元素,删除此元素。
(从键盘接受删除元素位置i,实现删除;显示删除后的线性表)二、用C语言编程实现建立一个单链表,并在此表中插入一个元素和删除一个元素。
1、通过键盘读取元素建立单链表;2、指定一个元素,在此元素之前插入一个新元素;3、指定一个元素,删除此元素。
三、用C语言编程实现两个按递增顺序排列线性表的合并。
1、编程实现合并按递增顺序排列的两个顺序表算法;2、编程实现合并按递增顺序排列的两个单链表算法。
【思考问题】结合实验过程,回答下列问题:1、何时采用顺序表处理线性结构的问题为最佳选择;2、何时采用链表处理线性结构的问题为最佳选择。
【实验报告要求】1、根据对线性表的理解,如何创建顺序表和单链表;2、实现顺序表插入和删除操作的程序设计思路;3、实现链表插入和删除操作的程序设计思路;4、实现两表合并操作的程序设计思路;5、调试程序过程中遇到的问题及解决方案;6、本次实验的结论与体会。
实验二树和二叉树【实验目的】1、掌握二叉树的结构特性,以及各种存储结构的特点及适用范围;2、掌握二叉树遍历算法。
3、掌握线索二叉树算法。
4、掌握赫夫曼编码算法。
【实验学时】2 学时【实验类型】设计型【实验内容】1、编程实现二叉树的遍历算法(可采用先序、中序和后序遍历算法之一);2、编制线索二叉树建立、遍历程序(采用中序遍历算法);3、通过给定字符a,b,c,d,e,f,g的使用频率,编程求出它们的赫夫曼编码。
【实验原理】1、在二叉树的一些些应用中,常常要求在树中查找具有某种特征的结点,或者对树中全部结点逐一进行某种处理,这就是遍历二叉树的问题,二叉树是由三个基本单元组成:根结点、左子树和右子树,若限定先左子树后右子树,则根据根的顺序可有三种遍历方法,即:先序遍历、中序遍历和后序遍历。
2、在二叉链表存储结构中加上前驱或后继的线索,则构成线索二叉树,在线索二叉树中进行遍历可以很方便地得到访问二叉树的线性序列。
3、赫夫曼树是一类带权路径长度最短的树,利用赫夫曼树进行编码可以得到最优的二进制前缀编码。
4、详细原理请参考教材。
【实验步骤】一、用C语言编程实现二叉树的中序遍历算法1、采用二叉链存储结构创建一个二叉树;2、用非递归方法实现二叉树的中序遍历算法;3、输出二叉树中每个结点的值;4、给定具体数据调试程序。
二、用C语言编程实现在线索二叉树上进行遍历1、先进行二叉树的线索化,即建立线索二叉树;2、在线索二叉树中遍历每个结点并输出每个结点的信息;4、给定具体数据调试程序。
三、用C语言编程实现赫夫曼编码假定用于通信的电文由8个字母A、B、C、D、E、F、G、H组成,各字母在电文中出现的概率为5%,25%,4%,7%,9%,12%,30%,8%,试编程为这8个字母设计赫夫曼编码。
1、分析问题2、编程创建此问题的赫夫曼树;3、编程求出此8个字母赫夫曼编码并输出;4、调试程序。
【思考问题】结合实验过程,回答下列问题:1、采用非递归方法实现二叉树遍历与采用递归方法实现二叉树的遍历,哪个方法执行效率高;2、为什么在线索二叉树上进行遍历,要比在二叉树上进行遍历快捷方便?3、针对同一问题,构成的赫夫曼树是否是唯一的,构成的赫夫曼编码是否唯一?【实验报告要求】1、根据对二叉树的理解,如何创建一个二叉树;2、实现二叉树遍历的程序设计思路;3、如何对二叉树进行线索化;4、创建赫夫曼树及其编码的程序设计思路;5、本次实验的结论与体会。
实验三图【实验目的】1、掌握图的基本存储方法;2、掌握图的两种搜索路径的遍历算法;3、掌握拓扑排序算法;(选做)【实验学时】2学时【实验类型】设计型【实验内容】1、编程实现图的遍历图算法(按图的深度优先搜索算法或广度优先搜索算法遍历);2、应用拓朴排序算法编制程序解决问题。
【实验原理】1、图的结构比较复杂,任意两顶点之间都可能有联系,图无顺序存储映象的存储结构,可以借助数组的数据类型表示元素之间的关系,存储图常用的存储结构有数组表示法、邻接表、邻接多重表和十字链表等;2、从图中某一顶点出发访遍图中其余顶点,且使每一个顶点仅访问一次,这就是图的遍历,图的遍历算法是求解图的连通性问题、拓朴排序和求关键路径等算法的基础,通常有两种遍历图的方法:深度优先搜索和广度优先搜索,其中深度优先搜索就是从图中某个顶点V出发,访问此顶点,然后依次从V的未被访问的邻接点出发深度优先遍历图,直至图中所有和V有路径相通的顶点都被访问到,若此时图中尚有顶点未被访问,则另选图中一个未曾被访问的顶点作起始点,重复上述过程,直至图中所有顶点都被访问到为止;广度优先搜索就是从图中某个顶点V出发,在访问了V之后依次访问V的各个未曾访问过的邻接点,然后分别从这些邻接点出发依次访问它们的邻接点,并使“先被访问的顶点的邻接点”先于“后被访问的顶点的邻接点”被访问,直至图中所有已被访问的顶点的邻接点都被访问到,若此时图中尚有顶点未被访问,则另选图中一个未曾被访问的顶点作起始点,重复上述过程,直至图中所有顶点都被访问到为止;3、构造最小生成树的算法有:普里姆算法和克鲁卡尔算法;4、由某个集合上的一个偏序得到该集合上的一个全序,这个操作称之为拓朴排序,拓朴排序的方法是:在有向图中选一个没有前驱的顶点且输出之,从图中删除该顶点和所有以它为尾的弧,重复上述步骤,直至全部顶点均被输出,或当前图中不存在无前驱的顶点为止。
5、详细原理请参考教材。
【实验步骤】一、用C语言编程实现图的遍历算法1、采用邻接表存储结构创建一个图;2、编程实现图的深度优先搜索(或广度优先搜索)遍历算法3、输出遍历结果;4、给定具体数据调试程序。
二、教学计划编制问题软件专业的学生要学习一系列课程,其中有些课程必须在其先修课程完成后才能学习,具体关系见下表:假设每门课程的学习时间为一学期,试为该专业的学生设计教学计划,使他们能在最短的时间内修完这些课程。
1、分析问题;2、根据此问题创建一个图表示课程与课程之间的关系;3、利用拓扑排序算法实现该教学计划;4、输出课程开出的先后顺序5、调试程序。
【思考问题】结合实验过程,回答下列问题:1、图有哪几种存储结构,哪种适合于存储无向图,哪种适合于存储有向图?;2、列举出几种需要应用关键路径或最短路径算法解决的实际问题。
【实验报告要求】1、根据对图的理解,如何创建一个图;2、实现图的遍历的程序设计思路;3、编制教学计划问题的设计思路;4、本次实验的结论与体会。
实验四查找【实验目的】1、掌握静态查找表算法(重点掌握折半查找);2、掌握动态查找表----二叉排序树查找算法;3、掌握哈希表查找算法【实验学时】2 学时【实验类型】设计型【实验内容】1、编程实现有序表的折半查找算法;2、编程实现按二叉排序树算法进行查找。
3、利用哈希表算法进行查找【实验原理】1、有序表的折半查找过程是:先确定确定待查记录所在的范围(区间),然后逐步缩小范围直到找到或找不到该记录为止;2、二叉排序树查找过程是:首先将给定值和根结点的关键字比较,若相等,则查找成功,否则将依据给定值和根结点的关键字之间的大小关系,分别在左子树或右子树上继续进行查找;3、在查找问题中,理想的情况是希望不经过任何比较,一次存取便能得到所查记录,那就必须在记录的存储位置和它的关键字之间建立一个确定的对应关系,使每个关键字和结构中一个唯一的存储位置相对应。
这需要构造一个哈希函数,常用的构造函数的方法有:直接定址法、数字分析法、平方取中法、折叠法、除留余数法和随机数法。
构造的哈希表发生冲突是不可避免的,需要适当地处理冲突,处理冲突的方法有:开放定址法、再哈希法、链地址法和建立一个公共溢出区法。
4、详细原理请参考教材。
【实验步骤】一、用C语言编程实现有序表的折半查找算法1、创建一个递增的有序表;2、给定一个值,用折半查找算法在有序表中进行查找;3、输出查找结果;4、给定具体数据调试程序二、用C语言编程实现在二叉排序树中进行查找1、读入一串整数,采用二叉链存储结构创建一棵二叉排序树;2、给定一个值,在二叉排序树中进行查找;3、输出查找结果;4、给定具体数据调试程序。
三、哈希表查找针对某个集体(比如你所在的班级)中的“人名”设计一个哈希表,使得平均查找长度不超过R,完成相应的建表和查找程序。
1、分析问题;2、创建此问题的哈希表;3、指定一个人名,在哈希表中进行查找,并输出查找结果;4、调试程序。
【思考问题】结合实验过程,回答下列问题:何种情况适合采用折半查找、何种情况适合采用二叉排序树查找、何种情况适合采用哈希表查找?【实验报告要求】1、根据对静态查找算法的理解,实现折半查找的程序设计思路;2、根据对二叉排序树的理解,实现在二叉排序树中进行查找的程序设计思路;3、如何构造哈希函数,如何解决地址冲突;4、实现在哈希表中进行查找的程序设计思路;5、本次实验的结论与体会。
实验五内部排序【实验目的】1、掌握常用的排序方法(如:希尔排序、快速排序、选择排序、归并排序),并掌握用高级语言实现排序算法;2、深刻理解排序的定义和常用排序方法的特点,并能加以灵活应用;3、了解常用方法的排序过程及其依据的原理。