表达式类型的实现——实习报告
一．需求分析
1. 编写一个程序，通过前缀表达式来构造一个与之对应的算术表达式并存入二叉树中，通过中序
遍历二叉树输出表达式及对其进行变量赋值，通过后序遍历二叉树计算表达式的值。
2. 本程序功能有：存储表达式、对表达式进行赋值计算、求偏导、计算三角函数、合并常数及接
受原书写形式的表达式。
3. 测试数据
（1）. 分别输入0 ; a ; -91 ; +a*bc ; +*5^x2*8x ; +++*3^x3*2^x2x6并输出。
（2）. 每输入一个表达式，对其中的变量进行赋值，再对表达式求值。
二．概要设计
按照要求，需要以二叉树来存储表达式，但在构造过程中还需要用到栈来实现前缀表达式与二叉树之间的转换。
1. 抽象数据类型栈的定义：
ADT SqStack{
数据对象：D={ai |ai为整型或字符型}
数据关系：R={
基本操作：
Status InitStack(SqStack&S);
此函数用于创建一个空栈
Status StackEmpty(SqStack S);
此函数用于判断栈是否为空
Status StackFull(SqStack S);
此函数用于判断栈是否已满
Status Push(SqStack&S, SElemType e);
将数据元素e入栈
Status Pop(SqStack&S, SElemType&e);
出栈，并以e返回出栈的元素
Status GetTop(SqStack S, SElemType&e);
若栈不空，则以e返回栈顶元素
}ADT SqStack
2. 二叉树表达式数据类型
ATD BiTNode{
数据对象：D= { a i | a i∈SqStack}
数据关系：R= {
基本操作：
Status InputExpr(char*string,int flag);
以字符串形式读取输入
void JudgeValue(BiTree*E,char*string,int i);
判断字符string[i]，如果是'0'-'9'常量之间，二叉树结点存为整型；否则，存为字符型 Status ReadExpr(BiTree*E,char*exprstring);
以正确的前缀表示式并构造表达式E
Status PriCmp(char c1,char c2);
如果两个字符是运算符，比较两个运算符的优先级，c1比c2优先，返回OK，否则返回
ERROR
void WriteExpr(BiTree E);
用带括弧的中缀表达式输出表达式
void Assign(BiTree*E,char V,int c,int*flag);
实现对表达式中的所有变量V的赋值(V=c)，参数flag为表示是否赋值过的标志
long Operate(int opr1,char opr,int opr2);
运算符运算求值，参数opr1,opr2为常量，opr为运算符，根据不同的运算符，实现不同
的运算，返回运算结果
double Operate1(char opr,double opr1);
三角函数运算求值，参数opr为常量，opr1为运算符，根据不同的运算符，实现不同的运
算，返回运算结果
Status Check(BiTree E);
检查表达式是否还存在没有赋值的变量，以便求算数表达式的值
long Value(BiTree E);
对算术表达式求值
void CompoundExpr(char P,BiTree&E1,BiTree E2);
构造一个新的复合表达式
Status ReadInorderExpr(char*string,char*pre_expr);
以表达式的原书写形式输入，表达式的原书写形式字符串string变为字符串pre_expr，
后调用reversal_string()函数反转得到前缀表达式pre_expr
void ReversalString(char*exprstring);
将字符串exprstring反转过来
void MergeConst(BiTree*E);
常数合并操作函数，合并表达式E中所有常数运算
int IsOperator(char c);
判断是否操作符
void Diff(BiTree&E,char v);
求偏导数
}ADT BiTNode
3. 主程序
int main() {
while(TRUE) {
判断用户选择的操作；
执行所选操作，并适时提示用户输入及输出运算结果；
若用户选择退出，则执行exit(0)退出程序；
}；
4. 程序调用关系：
主程序模块
三．详细设计
1. 数据类型：
二叉树数据类型：
typedef enum{INT,CHAR}ElemTag;/*INT为整型数据num，CHAR为字符型数据c*/
typedef struct TElemType{
ElemTag tag;/*{INT,CHAR}指示是整型还是字符型*/
int num;/*tag=INT时，为整型*/
char c;/*tag=CHAR时，为字符型*/
}TElemType;
二叉树节点类型：
typedef struct BiTNode{
TElemType data;/* 二叉树存储的数据*/
struct BiTNode*lchild,*rchild; /* 左右孩子指针*/
}BiTNode,*BiTree;
2. 函数实现：（以伪码表示）
Status InputExpr(char *string,int flag) //此函数用于表达式的输入与存储
{
if(flag==0)cout<<"\n请输入正确的前缀表示式：";
else cout<<"\n请以表达式的原书写形式输入正确表示式：";
fflush(stdin);/*清理缓冲区*/
gets(string);/*从键盘输入一串字符串作为表达式*/
if(strlen(string)==1)/*输入的表达式字符串长度为1*/
if(string[0]=='+'||string[0]=='-'||string[0]=='*'||string[0]=='/'||string[0]=='^')/*输入的表达式只有一个运算符*/
{
cout<<"\n表达式只有一个字符，为运算符，错误！";
return ERROR;
}
else if((string[0]>='0'&&string[0]<'9')||(string[0]>='a'&&string[0]<='z')||(string[0]>='A'&&string[0]<='Z')) /*输入的表达式只有一个数字或字符*/
{
cout<<"\n表达式只有一个字符！";
return OK;
}
else {cout<<"\n输入的字符不是运算符也不是变量常量，错误！";return ERROR;}
return OK;
}
void JudgeValue(BiTree *E,char *string,int i) //此函数用于判断字符string[i]，如果是'0'-'9'常量之间，二叉树结点存为整型；否则，存为字符型
{
if(string[i]>='0'&&string[i]<='9') {(*E)->data.tag=INT;(*E)->data.num=string[i]-'0';}//string[i]为常量
else if(string[i]>='10'&&string[i]<='20') {(*E)->data.tag=INT;(*E)->data.num=SaveNumber[string[i]];} //string[i]为常量，存于数组save_number中
else {(*E)->data.tag=CHAR;(*E)->data.c=string[i];} /*string[i]为变量,对数据进行变量标记}
/*以正确的前缀表示式并构造表达式E*/
Status ReadExpr(BiTree *E,char *exprstring)
{
定义栈；
为树的根结点分配空间；
len=strlen(exprstring);/*len赋值为表达式的长度*/
if(len==1) JudgeValue(E,exprstring,0);/*将exprstring[0]存入二叉树的结点中*/
else {
JudgeValue(E,exprstring,0);/*将exprstring[0]存入二叉树的结点中*/
InitStack(S);/*初始化栈*/
q=(*E);
Push(S,q);/*入栈*/
Push(S,q);/*入栈，根结点入栈两次是为判断先序输入的表达式是不是正确的表达式*/
for(i=1;i { p=(BiTree)malloc(sizeof(BiTNode)); JudgeValue(&p,exprstring,i);/*将exprstring[i]存入二叉树的结点中*/ p->lchild=NULL; p->rchild=NULL; if(exprstring[i]=='+'||exprstring[i]=='-'||exprstring[i]=='*'||exprstring[i]=='/'||exprstring[i]=='^'){/*为运算符，运算符入栈，左孩子不空，向左孩子走，否则，如果右孩子不空，向右孩子走*/ if(!q->lchild) {q->lchild=p;Push(S,p);q=p;} else {q->rchild=p;Push(S,p);q=p;} } else /*不是运算符，运算符出栈*/ { if(!q->lchild) {q->lchild=p;Pop(S,q);} else {q->rchild=p;Pop(S,q);} } } if(StackEmpty(S)&&i>=len) return OK;/*栈空且i>=len，说明输入的表达式是正确的*/ else /*输入的表达式是错误的*/ { cout<<"\n输入的表达式有误！"; return ERROR; } } } //此函数用于比较两个运算符的优先级，若c1比c2优先，返回OK，否则返回ERROR Status PriCmp(char c1,char c2) { if((c1=='^'||c1=='*'||c1=='-'||c1=='+'||c1=='/')&&(c2=='^'||c2=='*'||c2=='-'||c2=='+'||c2=='/')) {/*c1和c2为运算符*/ if(c1=='^') {/*c1为指数运算符，则当c2不为'^'时，c1比c2优先*/ if(c2!='^') return OK; else return ERROR; } else if(c1=='*'||c1=='/') {/*c1为乘法或除法运算符，则当c2为'+'或'-'，c1比c2优先*/ if(c2=='^'||c2=='*'||c2=='/') return ERROR; else return OK; } else return ERROR;/*其余，c1不比c2优先*/ } else return ERROR;/*c1和c2不是运算符*/ } 此函数递归实现用带括弧的中缀表达式输出表达式 void WriteExpr(BiTree E) { if(E)/*树不为空*/ { //先递归左子树 if(E->lchild&&E->lchild->data.tag==CHAR)/*E的左孩子不为空，且左孩子为字符*/ { if(PriCmp(E->data.c,E->lchild->data.c)){cout<<"(";WriteExpr(E->lchild);cout<<")";}/*带括弧输出左子树*/ else WriteExpr(E->lchild);/*否则，不带括弧输出左子树*/ } else WriteExpr(E->lchild);/*否则，输出左子树*/ /*访问输出根结点的值*/ if(E->data.tag==INT){cout< else cout< //后递归右子树 if(E->rchild&&E->rchild->data.tag==CHAR) {//E的右孩子不为空，且右孩子为字符 if(PriCmp(E->data.c,E->rchild->data.c)){cout<<"(";WriteExpr(E->rchild);cout<<")";}/*带括弧输出右子树*/ else WriteExpr(E->rchild);/*否则，不带括弧输出右子树*/ } else WriteExpr(E->rchild);/*否则，输出右子树*/ } } 此函数递归实现对表达式中的所有变量V的赋值(V=c)，参数flag为表示是否赋值过的标志 void Assign(BiTree *E,char V,int c,int *flag) { if(*E){ if((*E)->data.tag==CHAR&&(*E)->data.c==V) {(*E)->data.tag=INT;(*E)->data.num=c;*flag=1;} /*如果找到要赋值的变量，赋值*/ Assign(&((*E)->lchild),V,c,flag);/*递归左子树*/ Assign(&((*E)->rchild),V,c,flag);/*递归左子树*/ } } /*运算符运算求值，参数opr1,opr2为常量，opr为运算符，根据不同的运算符，实现不同的运算，返回运算结果*/ long Operate(int opr1,char opr,int opr2) { switch(opr) { case '+':/*加法*/ result=opr1+opr2; return result;break; case '-':/*减法*/ result=opr1-opr2; return result;break; case '*':/*乘法*/ result=opr1*opr2; return result;break; case '/':/*除法，除法是在整型类型上的除法*/ result=opr1/opr2; return result;break; case '^':/*指数运算*/ result=pow(opr1,opr2); return result;break; default:break; } } /*三角函数运算求值，参数opr为常量，opr1为运算符，根据不同的运算符，实现不同的运算，返回运算结果*/ double Operate1(char opr,double opr1) { switch(opr){ case 's'://正弦运算 result1=sin(opr1); return result1;break; case 'c'://余弦运算 result1=cos(opr1); return result1;break; case 't'://正切运算 result1=tan(opr1); return result1;break; default:break; } } /*检查表达式是否还存在没有赋值的变量，以便求算数表达式的值*/ Status Check(BiTree E) { if(E&&E->data.tag==CHAR) {/*树不为空*/ if(E->data.c!='*'&&E->data.c!='^'&&E->data.c!='-'&&E->data.c!='+'&&E->data.c!='/') { cout<<"\n表达式中仍存在变量没有赋值！没法求出表达式的值！"; return ERROR; }/*存在变量，提示信息，后返回ERROR*/ if(Check(E->lchild)) Check(E->rchild); } } /*对算术表达式求值*/ long Value(BiTree E) { if(E){/*树不为空*/ if(!E->lchild&&!E->rchild&&E->data.tag==INT) return (E->data.num);/*结点的左孩子和右孩子为空，为叶子结点，返回结点的值*/ return Operate(Value(E->lchild),E->data.c,Value(E->rchild));/*运算求值，后根遍历的次序对表达式求值，其中参数递归调用了Value()函数求左子树的值和右子树的值*/ } } /*构造一个新的复合表达式*/ void CompoundExpr(char P,BiTree &E1,BiTree E2) { 为结点E申请空间； E->data.tag=CHAR; E->data.c=P;/*申请到的结点值为P*/ E->lchild=E1;/*结点的左孩子为E1*/ E->rchild=E2;/*结点的右孩子为E2*/ E1=E;/*(*E1)为根结点*/ cout<<"\n表达式E复合成功！其表达式变为：\n"; WriteExpr(E);/*输出复合好的表达式*/ } /*此函数以表达式的原书写形式输入，表达式的原书写形式字符串string变为字符串pre_expr*/ /*后调用reversal_string()函数反转得到前缀表达式pre_expr*/ Status ReadInorderExpr(char *string,char *PreExpr) { int i,j,len,CharNumber=1;/*len表示字符串string的长度，char_number是记录数组save_number[]的个数*/ int number;/*保存大于9的常量*/ InitStack1(S);/*初始栈*/ Push1(S,'#');/*先将字符'#'入栈，用来表示作为栈的最底一个元素*/ len=strlen(string);/*len为字符串string的长度*/ c=string[len-1];/*从字符串的最后一个字符开始向前扫描*/ i=len-1; while(!StackEmpty1(S)&&i>=0){/*栈不为空且i大于等于0*/ if(c=='(') {/*字符为'('*/ Pop1(S,c);/*出栈，赋值给c*/ while(c!=')') {/*假如c不为')',出栈*/ *PreExpr++=c; if(!StackEmpty1(S)&&GetTop1(S,c1)&&c1!='#') Pop1(S,c); else {cout<<"\n输入的表达式有误!";return ERROR;} } } else if(c==')'){Push1(S,c);} /*字符为')'，入栈*/ else if(c>='0'&&c<='9') {/*字符为'0'-'9'之间，循环扫描string前一个字符，后确定常量的大小*/ number=c-'0';/*number为第一个常量字符的ASCII码-48*/ for(c1=string[i-1],j=1;(c1>='0'&&c1<='9')&&i>=0;j++,i--) {/*循环扫描string前一个字符，求出常量后赋给number*/ number=(c1-'0')*pow(10,j)+number;/*number为扫描到的常量*/ c1=string[i-2]; } SaveNumber[CharNumber]=number;/*将number存入到数组save_number中，下标为char_number*/ *PreExpr++=c; CharNumber++; } else if((c>='a'&&c<='z')||(c>='A'&&c<='Z')) {//string下一个字符不能为常量或变量，否则，出错 if((string[i-1]>='0'&&string[i-1]<='9')||(string[i-1]>='A'&&string[i-1]<='Z')||(string[i-1]>='a'&&string[i-1]<='z')) {cout<<("\n输入的表达式有误！");return ERROR;} else *PreExpr++=c; } else if(c=='*'||c=='/') {/*字符为运算符'*'或'/'*/ while(GetTop1(S,c1)&&(c1=='^')){Pop1(S,c1);*PreExpr++=c1;}/*如果c1比c优先，出栈*/ Push1(S,c);/*入栈字符c*/ } else if(c=='+'||c=='-') {/*字符为运算符'+'或'-'*/ while(GetTop1(S,c1)&&(c1=='^'||c1=='*'||c1=='/')){Pop1(S,c1);*PreExpr++=c1;}/*如果c1比c优先，出栈*/ Push1(S,c);/*入栈运算符c*/ } else if(c=='^'){Push1(S,c);/*入栈运算符'^'*/} else {cout<<"\n输入的表达式有误！";return ERROR;}/*其他字符，错误，返回ERROR*/ i--;/*下一个字符*/ if(i>=0) c=string[i];/*i不小于0，c=string[i]循环下一个字符*/ else /*否则，将清空栈*/ while(!StackEmpty1(S)&&GetTop1(S,c1)&&c1!='#') {Pop1(S,c);*PreExpr++=c;} } Pop1(S,c);/*将'#'出栈*/ *PreExpr='\0';/*字符串结束符*/ if(i<0&&StackEmpty1(S)) return OK; else return ERROR; } /*将字符串exprstring反转过来*/ void ReversalString(char *exprstring) { len=strlen(exprstring);/*len为exprstring的长度*/ for(i=0,j=len-1;i temp=exprstring[i]; exprstring[i]=exprstring[j]; exprstring[j]=temp; } } /*常数合并操作函数，合并表达式E中所有常数运算*/ void MergeConst(BiTree *E) { while((*E)->lchild&&(*E)->rchild) {/*左右孩子不为空*/ if((*E)->lchild->data.tag==INT&&(*E)->rchild->data.tag==INT) {//假如左右孩子为常量，合并 result=Operate((*E)->lchild->data.num,(*E)->data.c,(*E)->rchild->data.num);/*常数合并运算，调用Operate()函数求值*/ (*E)->data.tag=INT;(*E)->data.num=result;/*修改之前的运算符为常量*/ free((*E)->lchild);/*释放左孩子*/ free((*E)->rchild);/*释放右孩子*/ (*E)->lchild=(*E)->rchild=NULL;/*左右孩子置空*/ } else { MergeConst(&((*E)->lchild));/*递归左孩子*/ MergeConst(&((*E)->rchild));/*递归右孩子*/ } } } //判断是否操作符 int IsOperator(char c) { switch(c) { case '+': return TRUE; case '-': return TRUE; case '*': return TRUE; case '/': return TRUE; case '^': return TRUE; default: return FALSE; } } void Diff(BiTree &E,char v)//求偏导数 { if((E->lchild)&&(E->rchild))//树不为空 { if((E->rchild->data.c=='^')&&(E->rchild->lchild->data.c==v) )//若该变量为要求偏导的变量，则对其求偏导 { E->lchild->data.num=(E->lchild->data.num)*(E->rchild->rchild->data.num); E->lchild->data.tag=INT; E->rchild->rchild->data.num=E->rchild->rchild->data.num-1; } else if(E->rchild->data.tag==INT&&(E->data.c=='+'||E->data.c=='-'))//若该变量不是要求偏导的变量，且为整数，则以0替换其中数据 { E->rchild->data.num=0; E->rchild->data.tag=INT; } else if((E->rchild->data.c==v)&&(IsOperator(E->lchild->data.c)))//否则以1替换其中数据{ E->rchild->data.num=1; E->rchild->data.tag=INT; } else if((E->rchild->data.c==v)&&E->lchild->data.tag==INT) { E->data.num=E->lchild->data.num; E->data.tag=INT; free(E->lchild); free(E->rchild); E->lchild=E->rchild=NULL; } Diff(E->lchild,v);//递归执行左子树 Diff(E->rchild,v);//递归执行右子树 } else return; } 3.主程序和其他函数： char menu()//主菜单 { char choice; cout<<"\n\t****************************************"; cout<<"\n\t***********9.表达式类型的实现***********"; cout<<"\n\t 1 >>>输入正确的前缀表达式"; cout<<"\n\t 2 >>>带括弧的中缀表示式输出"; cout<<"\n\t 3 >>>对变量进行赋值"; cout<<"\n\t 4 >>>对算数表达式求值"; cout<<"\n\t 5 >>>构造一个新的复合表达式"; cout<<"\n\t 6 >>>以表达式的原书写形式输入(选作)"; cout<<"\n\t 7 >>>合并表达式中所有常数运算(选作)"; cout<<"\n\t 8 >>>三角函数操作 (选作)"; cout<<"\n\t 9 >>>求偏导数 (选作)"; cout<<"\n\t 0 >>>退出"; cout<<"\n\t****************************************"; cout<<"\n\t请输入你的选择(数字)>>>>>"; cin >> choice; return choice; } int main() { BiTree E,E1;//两个表达式E和E1 int flag=0;//表达式E构造标志，为0表示未构造，为1表示已构造 char V,P;//V被赋值，P为符合表达式运算符 char string[30],ExprString[30];//字符串 while(TRUE){ system("cls");//清屏 switch(menu()) { case '1':/*1 >>>输入正确的前缀表达式*/ cout<<"\n\t*************************输入提示信息 ************************"; cout<<"\n\t输入正确的前缀表达式的要求："; cout<<"\n\t\t【变量】 a-z或A-Z"; cout<<"\n\t\t【常量】 0-9，不能超过9"; cout<<"\n\t\t【运算符】 +,-,*,/,^"; cout<<"\n\t请输入正确的前缀表达式，后按回车键存入缓冲区，否则可能会出错！"; cout<<"\n\t*************************************************************"; if(InputExpr(ExprString,0))//在flag=0时，初始输入 if(ReadExpr(&E,ExprString)){//前缀读入并构造E flag=1; cout<<"\n表达式构造成功！请按任意键返回菜单"; } getchar(); break; case '2':/*2 >>>带括弧的中缀表示式输出*/ if(flag==1){ cout<<("\n\t带括弧的中缀表达式为："); WriteExpr(E); } else cout<<("\n\t表达式未构造成功！请重新构造成功的表达式！"); getchar(); getchar(); break; case '3':/*3 >>>对变量进行赋值*/ cout<<("\n\t********************赋值操作说明信息 ***********************************"); cout<<("\n\t赋值操作：实现对表达式中的某一个变量V的赋值，即使V=C，C为一整数"); cout<<("\n\t 【1】根据输出的表达式，输入要赋值的变量V，只能输入一个字符，否则出错"); cout<<("\n\t 【2】输入要将变量V赋值为的整数C，只能是整数，否则出错"); cout<<("\n\t 【注】如果表达式未构造，请回到主菜单选择构造表达式"); cout<<("\n\t***********************************************************************"); if(flag==1){ int AssignFlag=0; cout<<"\n表达式E为："; WriteExpr(E); fflush(stdin);/*清理缓冲区*/ cout<<"\n请输入要赋值的字符："; V=getchar(); cout<<"请输入要将赋值为："; cin>>c; Assign(&E,V,c,&AssignFlag);//赋值并改变标志 if(AssignFlag){ cout<<"\n赋值成功！\n赋值后的表达式为：";WriteExpr(E);} else cout<<"\n表达式里没有%c这个变量！",V; } else cout<<"\n表达式未构造成功！请构造成功的表达式！"; getchar(); getchar(); break; case '4':/*4 >>>对算数表达式求值*/ cout<<"\n\t********************算数表达式求值说明信息 ************************"; cout<<"\n\t 【注】如果表达式还有变量未赋值，即表达式不是算数表达式"; cout<<"\n\t 不能求出表达式的值，请回到主菜单选择赋值操作，后再求值"; cout<<"\n\t******************************************************************"; if(flag==1){ cout<<"\n算数表达式：";WriteExpr(E); if(Check(E)){ //检查是否全赋值 result=Value(E); cout<<"\n求算数表达式的值:\t"; WriteExpr(E); cout<<"="< } } else cout<<"\n表达式未构造成功！请构造成功的表达式！"; getchar(); getchar(); break; case '5':/*5 >>>构造一个新的复合表达式*/ cout<<"\n\t*****************构造新的复合表达式说明信息 ***************************"; cout<<"\n\t 【1】构造一个新的表达式E1，采用表达式的原书写形式输入"; cout<<"\n\t 【2】构造表达式E1成功后，输入要复合表达式E和E1的操作运算符(+,-,*,/,^)"; cout<<"\n\t 【注】如表达式E未构造，不能复合表达式；如构造表达式E1错误，复合失败"; cout<<"\n\t***********************************************************************"; if(flag==1){ cout<<"\n表达式E1为："; WriteExpr(E); cout<<"\n请构造新的表达式E2:"; fflush(stdin);/*清理缓冲区*/ if(InputExpr(string,1)){//标志为1，输入字符串 if(ReadInorderExpr(string,ExprString)){//入栈 ReversalString(ExprString);//反转 if(ReadExpr(&E1,ExprString)){ flag=1; cout<<("\n表达式E2构造成功！"); WriteExpr(E1); cout<<("\n请输入要构造新的复合表达式的操作运算符>>>"); P=getchar(); while(P!='*'&&P!='/'&&P!='+'&&P!='-'&&P!='^'){ fflush(stdin);/*清理缓冲区*/ cout<<"\n输入的操作运算符有误！请重新输入>>>"; P=getchar(); } CompoundExpr(P,E,E1); } else cout<<"\n复合新的表达式失败！请按任意键返回主菜单！"; } } } else cout<<"\n表达式未构造成功！请构造成功的表达式！"; getchar(); getchar(); break; case '6':/*6 >>>以表达式的原书写形式输入*/ cout<<"\n\t*************以表达式的原书写形式输入说明信息 ************************"; cout<<"\n\t输入正确的原书写形式表达式"; cout<<"\n\t 【变量】 a-z或A-Z"; cout<<"\n\t 【常量】大于等于0的正整数"; cout<<"\n\t 【运算符】 +,-,*,/,^(乘幂)"; cout<<"\n\t 【括弧】左括弧 ( ,右括弧 ) "; cout<<"\n\t 【注】表示式中常量最多只能是30个，超过30个，出错！"; cout<<"\n\t按原书写形式输入中，请按照正确的方式输入，否则可能会出错！"; cout<<"\n\t**********************************************************************"; if(InputExpr(string,1)) if(ReadInorderExpr(string,ExprString)){ ReversalString(ExprString); if(ReadExpr(&E,ExprString)){ flag=1; cout<<"\n表达式构造成功！\n输入的带括弧的中缀表达式："; WriteExpr(E); } } getchar(); getchar(); break; case '7':/*7 >>>合并表达式中所有常数运算*/ cout<<"\n***************合并表达式中的所有常数运算 *******************************"; cout<<"\n 【注】合并表达式中的所有常数运算并不能一次性将常数都合并！"; cout<<"\n例如：表达式'1+2*(3+3*4+9/3)'的常数合并，选择7进行合并，结果变为\n'1+2*(3+12+3)'，"; cout<<"根据优先级先后合并的，如果要合并到最后，需多次选择7\n进行合并，又合并一次'1+2*(15+3)'，"; cout<<"再次合并'1+2*18',再次合并'1+36'，\n再次合并'37'，后无法合并！"; cout<<"\n************************************************************************"; if(flag==1) { cout<<"\n原表达式为："; WriteExpr(E); MergeConst(&E);//常数合并操作 cout<<"\n合并表达式中所有的常数运算后的表达式："; WriteExpr(E); } else cout<<"\n表达式未构造成功！请构造成功的表达式！"; getchar(); getchar(); break; case '8'://三角函数操作 cout<<"\t***************************三角函数操作(选 作)***************************"; cout<<"\n"; cout<<"\n\t[注] 请按要求输入其中 s代表sin c代表cos t代表tan "; cout<<"\n\t角度用弧度表示，例如~1 即表示sin 1"; cout<<"\n\t本操作只可求三角函数值，如需其他操作请将结果带入其它操作中"; cout<<"\n\t输入一个字符请按回车，确保正确录入"; cout<<"\n\t************************************************************************"; double opr1,result1; char opr; cout<<"\n请按要求输入"; cin>>opr; cin>>opr1; result1=Operate1(opr,opr1); cout<<"结果为:"< getchar(); getchar(); break; case '9'://求导 getchar(); char h; cout<<"输入需要求偏导的变量字符\n"; cin>>h; Diff(E,h); WriteExpr(E); getchar(); getchar(); break; case '0':/*0 >>>退出*/ cout<<"\n请按任意键退出！"; getchar(); getchar(); exit(0); break; default : cout<<"\n输入有误！请按任意键回到主菜单重新选择！"; getchar(); getchar(); getchar(); //Sleep(5000); break; } } return 0; } （部分代码较长，故在word文档中较难整理格式，请参见附录源代码查看） 函数调用关系： 四．调试分析 1.合并表达式所有常数运算功能一开始只能实现一次合并，即：1+4*6=1+24 或者 8+3*2^4=8+3*16。于是将判断语句if改为循环语句while，使表达式所有常数合并至最简式为止。自此完整地实现了合并表达式所有常数运算。 2.求偏导运算时，常数项退化成0缺依然显示在结果中。通过删除存储了数字0的结点使最终结 果不显示0. 3.本程序的模块划分比较合理，且尽可能将指针的操作封装在树结点和栈两个模块中，致使调试 比较顺利,未出现上一次作业中频繁出现的指针参数传递数据类型不对应的问题。 4.算法的时空分析 输入正确的前缀表达式：O（len） 带括弧的中缀表达式输出：O（len） 对变量进行赋值：O（2len） 对算数表达式求值：O（4len） 构造一个新的符合表达式：O（2*len1+5*len2） 以表达式的原书写形式输入：O(4len) 合并表达式中所有常数运算：O（len1+len2+c-1） 三角函数运算：O（1） 求偏导：O（2len） 其中，len为表达式长度，c为表达式中常数个数 5.本实习作业采用数据抽象的程序设计方法，讲程序划分为三个层次的结构：主程序模块、表达式类型实现模块、栈模块，使得设计时思路清晰，实现时调试顺利，各模块具有较好的可重用性，确实得到了一次良好的程序设计训练。 五．用户手册 1. 本程序为控制台应用，可执行文件为exe文件 2. 本程序运行界面如下 3. 用户选择相应操作后将得到该操作的具体使用说明，而若输入错误，则将得到错误提示，程序 将返回该界面，但已存储的数据等仍保持不变。 六．测试结果 1. 由于数据较多，结果也较多，故在此选3组进行实验 (1): 前缀表达式：a 输入表达式 赋值：7 (2): 前缀表达式：+a*bc 输入表达式 赋值：a=3,b=4,c=5 求值： (3): 前缀表达式：+++*3^x3^x2x6 输入表达式 数据结构课程设计题目 数据结构课程设计题目(大题目).doc 一、公司销售管理系统 项目开发基本要求 1．客户信息管理：对客户的基本信息进行添加、修改和删除。 2．产品信息管理：对产品的基本信息进行添加、修改和删除。 3．供应商信息管理：对供应商的基本信息进行添加、修改和删除。 4．订单信息管理：对订单的基本信息进行添加、修改和删除。 二、高校科研管理系统 系统主要用于帮助高校或科研单位管理和维护各项科研相关资料 项目开发基本要求 1．系统用户管理模块：为系统新用户设置用户名及口令；操作员更改自己的系统口令。2．数据字典管理模块：管理项目性质包括：分为国家自然科学基金、863、部省科委及企业集团四种情况；范围包括：分为全国、国际、地方三种情况；检索源包括：分为EI、SCI、核心和一般四种情况。 3．项目参加人员管理模块包括：显示添加修改删除查询。 4．项目基本情况模块包括：显示添加修改删除查询。 5．项目获奖情况模块包括：显示添加修改删除查询。 6．期刊论文管理模块包括：显示添加修改删除查询。 7．著作管理模块包括：显示添加修改删除查询。 8．科研工作量统计模块：按照学校科研工作量计算办法，为每位科研人员进行科研工作量的计算和统计。 9．科研积分统计模块：按照学校科研积分计算办法，为每位科研人员进行科研计分的计算和统计。 三、网络五子棋对战 四、不同排序算法模拟 五、科学计算器 数据结构课程设计题目 1.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， 《数据结构I》三级项目报告 大连东软信息学院 电子工程系 ××××年××月 三级项目报告注意事项 1. 按照项目要求书写项目报告，条理清晰，数据准确； 2. 项目报告严禁抄袭，如发现抄袭的情况，则抄袭者与被抄袭者均 以0分计； 3. 课程结束后报告上交教师，并进行考核与存档。 三级项目报告格式规范 1. 正文：宋体，小四号，首行缩进2字符，1.5倍行距，段前段后 各0行； 2. 图表：居中，图名用五号字，中文用宋体，英文用“Times New Roman”，位于图表下方，须全文统一。 目录 一项目设计方案 (3) 二项目设计分析 (4) 三项目设计成果 (4) 四项目创新创业 (5) 五项目展望 (6) 附录一：项目成员 (6) 附录二：相关代码、电路图等 (6) 一项目设计方案 1、项目名称: 垃圾回收 2、项目要求及系统基本功能： 1）利用数据结构的知识独立完成一个应用系统设计 2）程序正常运行，能够实现基本的数据增加、删除、修改、查询等功能3）体现程序实现算法复杂度优化 4）体现程序的健壮性 二项目设计分析 1、系统预期实现基本功能： （结合本系统预期具体实现，描述出对应基本要求(增、删、改、查等)的具体功能） 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 2、项目模块功能描述 （基本分为组织实施组织、程序功能模块编写、系统说明撰写等。其中程序功能子模块实现） 模块一： 主要任务：XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 模块二： 主要任务：XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 模块n： 主要任务：XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 数据结构实验总结报告 一、调试过程中遇到哪些问题？ （1）在二叉树的调试中，从广义表生成二叉树的模块花了较多时间调试。 由于一开始设计的广义表的字符串表示没有思考清晰，处理只有一个孩子的节点时发生了混乱。调试之初不以为是设计的问题，从而在代码上花了不少时间调试。 目前的设计是： Tree = Identifier(Node,Node) Node = Identifier | () | Tree Identifier = ASCII Character 例子：a(b((),f),c(d,e)) 这样便消除了歧义，保证只有一个孩子的节点和叶节点的处理中不存在问题。 （2）Huffman树的调试花了较长时间。Huffman编码本身并不难处理，麻烦的是输入输出。①Huffman编码后的文件是按位存储的，因此需要位运算。 ②文件结尾要刷新缓冲区，这里容易引发边界错误。 在实际编程时，首先编写了屏幕输入输出（用0、1表示二进制位）的版本，然后再加入二进制文件的读写模块。主要调试时间在后者。 二、要让演示版压缩程序具有实用性，哪些地方有待改进？ （1）压缩文件的最后一字节问题。 压缩文件的最后一字节不一定对齐到字节边界，因此可能有几个多余的0，而这些多余的0可能恰好构成一个Huffman编码。解码程序无法获知这个编码是否属于源文件的一部分。因此有的文件解压后末尾可能出现一个多余的字节。 解决方案： ①在压缩文件头部写入源文件的总长度（字节数）。需要四个字节来存储这个信息（假定文件长度不超过4GB）。 ②增加第257个字符（在一个字节的0~255之外）用于EOF。对于较长的文件， 会造成较大的损耗。 ③在压缩文件头写入源文件的总长度%256的值，需要一个字节。由于最后一个字节存在或不存在会影响文件总长%256的值，因此可以根据这个值判断整个压缩文件的最后一字节末尾的0是否在源文件中存在。 （2）压缩程序的效率问题。 在编写压缩解压程序时 ①编写了屏幕输入输出的版本 ②将输入输出语句用位运算封装成一次一个字节的文件输入输出版本 ③为提高输入输出效率，减少系统调用次数，增加了8KB的输入输出缓存窗口 这样一来，每写一位二进制位，就要在内部进行两次函数调用。如果将这些代码合并起来，再针对位运算进行一些优化，显然不利于代码的可读性，但对程序的执行速度将有一定提高。 （3）程序界面更加人性化。 Huffman Tree Demo (C) 2011-12-16 boj Usage: huffman [-c file] [-u file] output_file -c Compress file. e.g. huffman -c test.txt test.huff -u Uncompress file. e.g. huffman -u test.huff test.txt 目前的程序提示如上所示。如果要求实用性，可以考虑加入其他人性化的功能。 三、调研常用的压缩算法，对这些算法进行比较分析 （一）无损压缩算法 ①RLE RLE又叫Run Length Encoding，是一个针对无损压缩的非常简单的算法。它用重复字节和重复的次数来简单描述来代替重复的字节。尽管简单并且对于通常的压缩非常低效，但它有的时候却非常有用（例如，JPEG就使用它）。 变体1：重复次数+字符 文本字符串：A A A B B B C C C C D D D D，编码后得到：3 A 3 B 4 C 4 D。 《数据结构与算法》课程设计报告 学号： 班级序号： 姓名： 指导教师： 成绩： 中国地质大学信息工程学院地理信息系统系 2011年12 月 1．需求规格说明 【问题描述】 利用哈夫曼编码进行对已有文件进行重新编码可以大大提高减小文件大小，减少存储空间。但是，这要求在首先对一个现有文件进行编码行成新的文件，也就是压缩。在文件使用时，再对压缩文件进行解压缩，也就是译码，复原原有文件。试为完成此功能，写一个压缩/解压缩软件。 【基本要求】 一个完整的系统应具有以下功能： （1）压缩准备。读取指定被压缩文件，对文件进行分析，建立哈夫曼树，并给出分析结果（包括数据集大小，每个数据的权值，压缩前后文件的大小），在屏幕上输出。 （2）压缩。利用已建好的哈夫曼树，对文件进行编码，并将哈夫曼编码及文件编码后的数据一起写入文件中，形成压缩文件(*.Haf)。 （3）解压缩。打开已有压缩文件(*.Haf)，读取其中的哈夫曼编码，构建哈夫曼树，读取其中的数据，进行译码后，写入文件，完成解压缩。 （4）程序使用命令行方式运行 压缩命令：SZip A Test.Haf 1.doc 解压缩命令：SZip X Test.Haf 2.doc或SZip X Test.Haf 用户输入的命令不正确时，给出提示。 （5）使用面向对象的思想编程，压缩/解压缩、哈夫曼构建功能分别构建类实现。 2．总体分析与设计 （1）设计思想： 1、压缩准备：1> 读文件，逐个读取字符，统计频率 2> 建立哈夫曼树 3> 获得哈弗曼编码 2、压缩过程： 1> 建立一个新文件，将储存权值和字符的对象数组取存储在文件头 数据结构课程设计题目 说明： （1）选用语言：C或Java语言； （2）需要注明3人（可少于3人）小组各自承担和完成的任务（据此给予成绩）； （3）如下带“*”的题目，“*”越多，难度越大一些，分值权重更高---要得到更高分数，推荐选择。 要求： (1) 用中文给出设计说明书（含重要子函数的流程图）； (2) 给出测试通过、能实现相应功能的源代码； (3) 测试报告。 0、小学数学四则混合运算试题出题、评价、题库自动生成与组卷系统（****）---已经有2组选择 任务： （1）将随机给出的四则混合运算表达式显示在计算机显示器上，要求应试者给出答案；并且使用堆栈对该表达式求值，同给出的答案进行比较，判断 正确和错误。给出鼓励信息和嘉奖信息； （2）保存多人在不同时间应试的题目与他（或她）给出的答案，评价所出题目的难易程度（通过多人回答正确与否的情况给出），形成题库； （3）按照用户给出的题目难易程度指标（例如让50人的得分满足怎样的正态分布，如90分以上10%，80分以上30%，70分以上30%，60分以上20%，60分 以下10%），从题库中抽取不同的题目，组成试卷。 要求：随机产生的题目中，参加运算的数据随机、运算符随机。题目涉及加减乘除，带括弧的混合运算；随时可以退出；保留历史分数，能回顾历史，给出与历史分数比较后的评价。 1、集合的并、交和差运算---已经有1组选择 任务：编制一个能演示执行集合的并、交和差运算的程序。 要求: (1) 集合的元素限定为小写字母字符[…a?..?z?] 。 (2) 演示程序以用户和计算机的对话方式执行。 实现提示:以链表表示集合。 选作内容: (1) 集合的元素判定和子集判定运算。 (2) 求集合的补集。 (3) 集合的混合运算表达式求值。 (4) 集合的元素类型推广到其他类型，甚至任意类型。 2、停车场管理------已经有2组选择 任务：设停车场是一个可以停放n辆汽车的狭长通道，且只有一个大门可供汽车进出。汽车在停车场内按车辆到达时间的先后顺序，依次有北向南排列（大门在最南端，最先到达的第一车停放在车场的最北端），若车场内已停满n辆车，那么后来的车只能在门外的便道上等候，一旦有车开走，则排在便道上的第一辆车即可开入；当停车场内某辆车要离开时，在它之后进入的车辆必须先退出车场为它让路，待该辆车开出大门外，其他车辆再按原次序进入车场，每辆停放在车场的车在它离开停车场时必须按它停留的时间长短交纳费用。试为停车场编制按上述要求进行管理的模拟程序。 要求：以栈模拟停车场，以队列模拟车场外的便道。每一组输入数据包括三个数据项：汽车“到达”或“离去”信息、汽车牌照号码以及到达或离去的时刻。对每一组输入数据进行操作后的输出信息为：若是车辆到达，则输出汽车在停车场内或便道上的停车位置；若是车辆离去，则输出汽车在停车场内停留的时间和应交纳的费用（在便道上停车不收费）。栈以顺序存储结构实现，队列以链表结构实现。 3、哈夫曼码的编/译码系统（**）---已经有1组选择 题目2：运动会分数统计 1.问题描述 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） 2.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。 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。 。 题目6：哈夫曼编/译码器 1.问题描述 利用哈夫曼编码进行信息通信可以大大提高信道利用率，缩短信息传输时间，降低传输成本。但是，这要求在发送端通过一个编码系统对待传数据预先编码，在接收端将传来的数据进行译码（复原）。对于双工信道（即可以双向传输信息的信道），每端都需要一个完整的编/译码系统。试为这样的信息收发站写一个哈夫曼编/译码系统。 2.功能要求 I：初始化（Initialization）。从终端读入字符集大小n，以及n个字符和n个权值，建立哈夫曼树，并将它存于文件hfmTree中。 E：编码（Encoding）。利用已建好的哈夫曼树（如不在内存，则从文件htmTree 中读入），对文件ToBeTran中的正文进行编码，然后将结果存入文件CodeFile 中。 D：译码（Decoding）。利用已建好的哈夫曼树将文件CodeFile中的代码进行译码，结果存入文件TextFile中。 P：印代码文件（Print）。将文件CodeFile以紧凑格式显示在终端上，每行50个代码。同时将此字符形式的编码写入文件CodePrint中。 T：印哈夫曼树（Tree Printing）。将已在内存中的哈夫曼树以直观的方式（树或凹入表形式）显示在终端上，同时将此字符形式的哈夫曼树写入文件TreePrint 中。 题目9：构造可以使n个城市连接的最小生成树 1.问题描述 给定一个地区的n个城市间的距离网，用Prim算法或Kruskal算法建立最小生成树，并计算得到的最小生成树的代价。 2.功能要求 城市间的距离网采用邻接矩阵表示，邻接矩阵的存储结构定义采用课本中给出的定义，若两个城市之间不存在道路，则将相应边的权值设为自己定义的无穷大值。要求在屏幕上显示得到的最小生成树中包括了哪些城市间的道路，并显示得到的最小生成树的代价。 课程设计说明书 课程名称：数据结构 专业：班级： 姓名：学号： 指导教师：成绩： 完成日期：年月日 任务书 题目：黑白棋系统 设计内容及要求： 1.课程设计任务内容 通过玩家与电脑双方的交替下棋，在一个8行8列的方格中，进行棋子的相互交替翻转。反复循环下棋，最后让双方的棋子填满整个方格。再根据循环遍历方格程序，判断玩家与电脑双方的棋子数。进行大小判断，最红给出胜负的一方。并根据y/n选项，判断是否要进行下一局的游戏。 2.课程设计要求 实现黑白两色棋子的对峙 开发环境：vc++6.0 实现目标： （1）熟悉的运用c语言程序编写代码。 （2）能够理清整个程序的运行过程并绘画流程图 （3）了解如何定义局部变量和整体变量； （4）学会上机调试程序，发现问题，并解决 （5）学习使用C++程序来了解游戏原理。 （6）学习用文档书写程序说明 摘要 本文的研究工作在于利用计算机模拟人脑进行下黑白棋，计算机下棋是人工智能领域中的一个研究热点，多年以来，随着计算机技术和人工智能技术的不断发展，计算机下棋的水平得到了长足的进步 该程序的最终胜负是由棋盘上岗双方的棋子的个数来判断的，多的一方为胜，少的一方为负。所以该程序主要运用的战术有削弱对手行动战术、四角优先战术、在游戏开局和中局时，程序采用削弱对手行动力战术，即尽量减少对手能够落子的位置；在游戏终局时则采用最大贪吃战术，即尽可能多的吃掉对手的棋子；而四角优先战术则是贯穿游戏的始终，棋盘的四角围稳定角，不会被对手吃掉，所以这里是兵家的必争之地，在阻止对手进角的同时，自己却又要努力的进角。 关键词：黑白棋；编程；设计 实验一~实验四任选一题；实验五~实验九任选一题。 实验一运动会分数统计 一、实验目的： （1）熟练掌握线性表的两种存储方式 （2）掌握链表的操作和应用。 （3）掌握指针、结构体的应用 （4）按照不同的学校，不同项目和不同的名次要求，产生各学校的成绩单、团体总分报表。 二、实验内容： 【问题描述】 参加运动会的n个学校编号为1~n。比赛分成m个男子项目和w个女子项目，项目编号分别为1~m和m＋1~m＋w。由于各项目参加人数差别较大，有些项目取前五名，得分顺序为7，5，3，2，1；还有些项目只取前三名，得分顺序为5，3，2。写一个统计程序产生各种成绩单和得分报表。 【基本要求】 产生各学校的成绩单，内容包括各校所取得的每项成绩的项目号、名次（成绩）、姓名和得分；产生团体总分报表，内容包括校号、男子团体总分、女子团体总分和团体总分。 【测试数据】 对于n＝4，m＝3，w＝2，编号为奇数的项目取前五名，编号为偶数的项目取前三名，设计一组实例数据。 【实现提示】 可以假设m≤20，m≤30，w≤20，姓名长度不超过20个字符。每个项目结束时，将其编号、类型符（区分取前五名还是前三名）输入，并按名次顺序输入运动员姓名、校名（和成绩）。 【选作内容】 允许用户指定某些项目可采取其他名次取法。 实验二停车场管理 一、实验目的： （1）熟练掌握栈顺存和链存两种存储方式。 （2）掌握栈的基本操作及应用。 （3）以栈模拟停车场，以队列模拟车场外的便道，按照从终端读入的输入数据序列进行模拟管理。 二、实验内容： 【问题描述】 设停车场是一个可停放n辆汽车的长通道，且只有一个大门可供汽车进出。汽车在停车场内按车辆到达时间的先后顺序，依次由北向南排列（大门在最南端，最先到达的第一辆车信放在车场的最北端），若车场内已停满n辆汽车，则后来的汽车只能在门外的便道上等候，一旦有车开走，则排在便道上的第一辆车即可开入；当停车场内某辆车要离开时，在它之后进入的车辆必须先退出车场为它让路，待该辆车开出大门外，其他车辆再按原次序进入车场院，每辆停放在车场的车在它离开停车场时必须按它停留的时间长短交纳费用。试为停车场编制按上述要求进行管理的模拟程序。 【基本要求】 以栈模拟停车场，以队列模拟车场外的便道，按照从终端读入的输入数据序列进行模拟管理。每一组输入数据包括三个数据项：汽车“到达”或“离去”信息、汽车牌照号码以及到达或离去的时刻。对每一组输入数据进行操作后的输出信息为：若是车辆到达，则输出汽车在停车场内或便道上的停车位置；若是车辆离去，则输出汽车在停车场内停留的时间和应交纳的费用（在便道上停留的时间不收费）。栈以顺序结构实现，队列以链表结构实现。 【测试数据】 设n=2，输入数据为：(A，1，5)，（A，1，15），（A，3，20），（A，4，25），（A，5，30），（D，2，35），（D，4，40），（E，0，0）。其中：A表示到达（Arrival）；D表示离去（Departure）；E表示输入结束（End）。 【实现提示】 需另设一个栈，临时停放为给要离去的汽车让路而从停车场退出来的汽车，也用顺序存储结构实现。输入数据按到达或离去的时刻有序。栈中每个元素表示一辆汽车，包含两个数据项：汽车的牌照号码和进入停车场的时刻。 【选作内容】 （1）两个栈共享空间，思考应开辟数组的空间是多少？ （2）汽车可有不同种类，则他们的占地面积不同收费标准也不同，如1辆客车和1.5辆小汽车的占地面积相同，1辆十轮卡车占地面积相当于3辆小汽车的占地面积。（3）汽车可以直接从便道开走，此时排在它前面的汽车要先开走让路，然后再依次排到队尾。 （4）停放在便道上的汽车也收费，收费标准比停放在停车场的车低，请思考如何修改结构以满足这种要求。 《数据结构》课程设计题目 1. 排序算法的性能分析 问题描述 设计一个测试程序，比较几种内部排序算法的关键字比较次数和移动次数以取得直观感受。 基本要求 （1）对冒泡排序、直接排序、选择排序、箱子排序、堆排序、快速排序及归并排序算法进行比较。 （2）待排序表的表长不小于100，表中数据随机产生，至少用5组不同数据作比较，比较指标：关键字参加比较次数和关键字的移动次数（关键字交换记为3次移动）。 （3）输出比较结果。 选做内容 （1）对不同表长进行比较。 （2）验证各算法的稳定性。 （3）输出界面的优化。 2. 排序算法思想的可视化演示—1 基本要求 排序数据随机产生，针对随机案例，对冒泡排序、箱子排序、堆排序、归并算法，提供排序执行过程的动态图形演示。 3. 排序算法思想的可视化演示—2 基本要求 排序数据随机产生，针对随机案例，，对插入排序、选择排序、基数排序、快速排序算法，提供排序执行过程的动态图形演示。 4. 线性表的实现与分析 基本要求 ①设计并实现线性表。 ②线性表分别采取数组（公式化描述）、单链表、双向链表、间接寻址存储方 式 ③针对随机产生的线性表实例，实现线性表的插入、删除、搜索操作动态演示(图 形演示)。 5. 等价类实现及其应用 问题描述：某工厂有一台机器能够执行n个任务，任务i的释放时间为r i（是一个整数），最后期限为d i（也是整数）。在该机上完成每个任务都需要一个单元的时间。一种可行的调 度方案是为每个任务分配相应的时间段，使得任务i的时间段正好位于释放时间和最后期限之间。一个时间段不允许分配给多个任务。 基本要求： 使用等价类实现以上机器调度问题。 等价类分别采取两种数据结构实现。 6. 一元稀疏多项式计算器 问题描述 设计一个一元稀疏多项式简单计算器。 基本要求 一元稀疏多项式简单计算器的基本功能是： （1）输入并建立多项式； （2）输出多项式，输出形式为整数序列：n，c1，e1，c2，e2，…,c n，e n，其中n是多项式的项数，c i，e i，分别是第i项的系数和指数，序列按指数降序排序； （3）多项式a和b相加，建立多项式a+b； （4）多项式a和b相减，建立多项式a-b； （5）计算多项式在x处的值； （6）计算器的仿真界面（选做） 7. 长整数的代数计算 问题描述 应用线性数据结构解决长整数的计算问题。设计数据结构完成长整数的表示和存储，并编写算法来实现两长整数的加、减、乘、除等基本代数运算。 基本要求 ①长整数长度在一百位以上。 ②实现两长整数在取余操作下的加、减、乘、除操作，即实现算法来求解a+b mod n, a-b mod n, a?b mod n, a÷b mod n。 ③输入输出均在文件中。 ④分析算法的时空复杂性。 8. 敢死队问题。 有M个敢死队员要炸掉敌人的一碉堡，谁都不想去，排长决定用轮回数数的办法来决定哪个战士去执行任务。如果前一个战士没完成任务，则要再派一个战士上去。现给每个战士编一个号，大家围坐成一圈，随便从某一个战士开始计数，当数到5时，对应的战士就去执行任务，且此战士不再参加下一轮计数。如果此战士没完成任务，再从下一个战士开始数数，被数到第5时，此战士接着去执行任务。以此类推，直到任务完成为止。排长是不愿意去的，假设排长为1号，请你设计一程序，求出从第几号战士开始计数才能让排长最后一个留下来而不去执行任务。 要求：至少采用两种不同的数据结构的方法实现。 9. 简单计算器 编号 课程设计 题目 1、一元稀疏多项式计算器 2、模拟浏览器操作程序 3、背包问题的求解 4、八皇后问题 二级学院计算机科学与工程学院 专业计算机科学与技术 班级 2011级 37-3班 学生姓名 XX 学号 XXXXXXXXXX 指导教师 XXXXX 评阅教师 时间 1、一元稀疏多项式计算器 【实验内容】 一元稀疏多项式计算器。 【问题描述】 设计一个一元稀疏多项式简单计算器。 【需求分析】 其基本功能包括： （1）输入并建立多项式； （2）输出多项式，输出形式为整数序列为：n,c1,e1,c2,e2,……,cn,en,其中n 是多项式的项数，ci，ei分别是第i项的系数和指数，序列按指数降序排序；（3）多项式a和b相减，建立多项a+b； （4）多项式a和b相减，建立多项式a-b； （5）计算多项式在x处的值； （6）计算器的仿真界面（选做）； 【概要设计】 -=ADT=- { void input(Jd *ha,Jd *hb)； void sort(dnode *h) dnode *operate(dnode *a,dnode *b) float qiuzhi(int x,dnode *h) f",sum); printf("\n"); } 【运行结果及分析】 （1）输入多项式： （2）输出多项式（多项式格式为：c1x^e1+c2x^e2+…+cnx^en）： （3）实现多项式a和b相加： （4）实现多项式a和b相减： （5）计算多项式在x处的值： 2、模拟浏览器操作程序 【实验内容】 模拟浏览器操作程序 【问题描述】 标准Web浏览器具有在最近访问的网页间后退和前进的功能。实现这些功能的一个方法是：使用两个栈，追踪可以后退和前进而能够到达的网页。在本题中，要求模拟实现这一功能。 【需求分析】 需要支持以下指令： BACK：将当前页推到“前进栈”的顶部。取出“后退栈”中顶端的页面，使它成为当前页。若“后退栈”是空的，忽略该命令。 FORWARD：将当前页推到“后退栈”的顶部。取出“前进栈”中顶部的页面，使它成为当前页。如果“前进栈”是空的，忽略该命令。 VISIT 《数据结构》课程设计课题表 课题1：设计出链表结构的相关函数库，以便在程序设计中调用。要求： （1）包括线性表的各种基本函数以及常用函数（自己确定函数、函数形式及理由）。 （2）最好能借助语言环境实现图形显示功能，以便能将抽象的数据结构以图形方式显示出来，将复杂的运行过程以动态方式显示出来。 （3）给出若干例程，演示通过调用自己的库函数来实现相关问题的求解。 课题2：设计出顺序表结构的相关函数库，以便在程序设计中调用。要求： （1）包括线性表的各种基本函数以及常用函数（自己确定函数、函数形式及理由）。 （2）最好能借助语言环境实现图形显示功能，以便能将抽象的数据结构以图形方式显示出来，将复杂的运行过程以动态方式显示出来。 （3）给出若干例程，演示通过调用自己的库函数来实现相关问题的求解。 课题3：设计程序以实现任意两个高次多项式的加法和乘法运算。 要求： （1）所设计的数据结构应尽可能节省存储空间。 （2）程序的运行时间应尽可能少。 课题4：设计一个模拟计算器的程序，要求能对包含加、减、乘、除、括号运算符及SQR和ABS函数的任意整型表达式进行求解。 要求：要检查有关运算的条件，并对错误的条件产生报警。 课题5：设计出二叉链表结构的相关函数库，以便在程序设计中调用。要求： （1）包括二叉树的各种基本函数以及常用函数（自己确定函数、函数形式及理由）。 （2）最好能借助语言环境实现图形显示功能，以便能将抽象的数据结构以图形方式显示出来，将复杂的运行过程以动态方式显示出来。 （3）给出若干例程，演示通过调用自己的库函数来实现相关问题的求解。 课题6：设计出树结构的相关函数库，以便在程序设计中调用。要求： （1）包括树结构的存储结构及各种基本函数以及常用函数（自己确定函数、函数形式及理由）。 （2）最好能借助语言环境实现图形显示功能，以便能将抽象的数据结构以图形方式显示出来，将复杂的运行过程以动态方式显示出来。 （3）给出若干例程，演示通过调用自己的库函数来实现相关问题的求解。 课题7：选择合适的存储结构表示广义表，并能实现下列运算要求： （1）用大写字母表示广义表，用小写字母表示原子，并提供设置广义表的值的功能。 （2）取广义表L的表头和表尾的函数head(L)和tail(L)。 数据结构课程设计 设计说明书 TSP 问题 起止日期：2016 年 6 月27 日至2016 年7 月 1 日 学生姓名 班级 学号 成绩 指导教师( 签字) 2016 年7 月 1 日 目录 第1 章需求分析.................................................................................1... 1.1 简介 (1) 1.2 系统的开发背景 (1) 1.3 研究现状 (1) 第2 章概要设计.................................................................................2... 2.1 系统开发环境和技术介绍 (2) 2.2 系统需求分析 (2) 2.2.1 总体功能分析 (2) 2.2.2 核心功能分析 (3) 第3 章详细设计...................................................................................4... 3.1 系统开发流程 (4) 3.2 系统模块设计 (4) 3.3 系统结构 (6) 3.2 系统流程图 (6) 第4 章调试分析...................................................................................7... 4.1 程序逻辑调试 (7) 4.2 系统界面调试 (8) 第5 章测试结果...................................................................................9... 5.1 测试环境 (9) 5.2 输入输出测试项目 (9) 5.3 测试结果 (10) 结论.....................................................................................................1..1.. 参考文献................................................................................................1..1. 附录.......................................................................................................1..2.. 关于数据结构课程设计心得体会范文 心得体会是指一种读书、实践后所写的感受性文字。是指将学习的东西运用到实践中去，通过实践反思学习内容并记录下来的文字，近似于经验总结。下面是小编搜集的关于数据结构课程设计心得体会范文，希望对你有所帮助。 关于数据结构课程设计心得体会(1) 这学期开始两周时间是我们自己选题上机的时间，这学期开始两周时间是我们自己选题上机的时间，虽然上机时间只有短短两个星期但从中确实学到了不少知识。上机时间只有短短两个星期但从中确实学到了不少知识。 数据结构可以说是计算机里一门基础课程，据结构可以说是计算机里一门基础课程，但我觉得我们一低计算机里一门基础课程定要把基础学扎实，定要把基础学扎实，然而这次短短的上机帮我又重新巩固了 c 语言知识，让我的水平又一部的提高。数据结构这是一门语言知识让我的水平又一部的提高。数据结构这是一门知识，纯属于设计的科目，它需用把理论变为上机调试。 纯属于设计的科目，它需用把理论变为上机调试。它对我们来说具有一定的难度。它是其它编程语言的一门基本学科。来说具有一定的难度。它是其它编程语言的一门基本学科。我选的上机题目是交叉合并两个链表，对这个题目，我选的上机题目是交叉合并两个链表，对这个题目，我觉得很基础。刚开始调试代码的时候有时就是一个很小的错觉得很基础。 刚开始调试代码的时候有时就是一个很小的错调试代码的时候误，导致整个程序不能运行，然而开始的我还没从暑假的状导致整个程序不能运行，态转到学习上，每当程序错误时我都非常焦躁，态转到学习上，每当程序错误时我都非常焦躁，甚至想到了放弃，但我最终找到了状态，一步一步慢慢来，放弃，但我最终找到了状态，一步一步慢慢来，经过无数次的检查程序错误的原因后慢慢懂得了耐心是一个人成功的必然具备的条件! 同时，通过此次课程设计使我了解到，必然具备的条件! 同时，通过此次课程设计使我了解到，硬件语言必不可缺少，要想成为一个有能力的人，必须懂得件语言必不可缺少，要想成为一个有能力的人，硬件 C语言实验报告 实验1-1： hello world程序： 源代码： #include main() { double a,b; scanf("%lf%lf",&a,&b); printf("%.1lf\n",(a+b)/2); system("pause"); } 实验2-2： 写一个输入7个数据的程序，把输入的数据代入a + b * (c – d ) / e * f – g 表达式进行运算源代码： #include 数据结构课程设计 一、考核方法和容 根据课程设计过程中学生的学生态度、题目完成情况、课程设计报告书的质量和回答问题的情况等按照10%、40%、30%、20%加权综合打分。成绩评定实行优秀、良好、中等、及格和不及格五个等级。 评分标准： 优秀：答辩所有问题都能答出+报告良好 或报告良好+实现“提高部分”的功能； 良好：答辩所有问题都能答出+报告一般； 或报告一般+实现“提高部分”的功能； 中等：答辩大部分问题能答出+报告良好； 及格：答辩大部分问题能答出+报告一般； 以下四种，都不及格： 1)答辩几乎答不出问题； 2)报告几乎都是代码； 3)雷同部分达到60%； 4)课设报告与数据结构和c/c++关联不大。 课设报告的装订顺序如下： 任务书（签名，把题目要求贴在相应位置，注意下划线）-----目录（注意目录的格式，页码）-----1、设计任务（题目要求）-----2、需求分析（准备选用什么数据逻辑结构？数据元素包含哪些属性？需要哪些函数？为什么要这样设计？最后列出抽象数据类型定义）-----3、系统设计（设计实现抽象数据类型，包含选择什么物理存储方式？数据元素的结构体或类定义，以及各函数的设计思路，算法，程序流程图等）----4、编码实现（重要函数的实现代码）-----5、调试分析（选择多组测试数据、运行截图、结果分析）-----6、课设总结（心得体会）-----7、谢辞-----8、参考文献； 课设报告打印要求： B5纸打印，报告总页数控制在10—15页，报告中不能全是代码，报告中代码总量控制在3页。版式：无页眉，有页码，页码居中 字号：小四，单倍行距 字体：宋体+Times new Romar 截图：截图要配图的编号和图的题目，如：“图1 Insert函数流程图” 二、课程设计的题目 1.长整数的加法运算 2.通讯录管理系统的设计与实现——顺序表 3.广义表的应用 4.学生成绩管理系统的设计与实现 5.家谱管理系统的设计与实现 武汉理工大学华夏学院课程设计报告书 课程名称：数据结构课程设计 题目：用C语言实现成绩统计程序的设计系名：信息工程系 专业班级：计算机1121 姓名：吴涛 学号：10210412104 指导教师:司晓梅 2016年3 月20日 武汉理工大学华夏学院信息工程系 课程设计任务书 课程名称：数据结构课程设计指导教师：司晓梅班级名称：计算机1121 开课系、教研室：信息系计算机 一、课程设计目的与任务 《数据结构》课程设计是为训练学生的数据组织能力和提高程序设计能力而设置的增强实践能力的课程。目的：学习数据结构课程，旨在使学生学会分析研究数据对象的特性，学会数据的组织方法，以便选择合适的数据的逻辑结构和存储结构以及相应操作，把现实世界中的问题转换为计算机内部的表示和处理，这就是一个良好的程序设计技能训练的过程。提高学生的程序设计能力、掌握基本知识、基本技能，提高算法设计质量与程序设计素质的培养就是本门课程的课程设计的目的。 任务：根据题目要求，完成算法设计与程序实现，并按规定写出课程设计报告。 二、课程设计的内容与基本要求 设计题目：用C语言实现成绩统计程序的设计 〔问题描述〕给出n个学生的m门课程的考试成绩信息，每条信息由姓名、课程代号与分数组成，要求设计算法： （1）输入每个人的各门课程的成绩，计算每人的平均成绩； （2）按平均成绩的高低次序，打印出个人的名次，平均成绩相同的为同一名次； （3）按名次列出每个学生的姓名和各科成绩； 〔基本要求〕学生的考试成绩必须通过键盘输入，且需对输出进行格式控制； 〔算法提示〕可以用选择排序、冒泡排序等多种排序算法求解； 具体要完成的任务是： A. 编制完成上述问题的C语言程序、进行程序调试并能得出正确的运行结果。 B. 写出规范的课程设计报告书； 三、课程设计步骤及时间进度和场地安排 时间：1周地点：现代教育中心 具体时间安排如下： 第一天：布置题目，确定任务、查找相关资料 第二天～第四天：功能分析，编写程序，调试程序、运行系统； 第五天上午：撰写设计报告； 第五天下午：程序验收、答辩。 四、课程设计考核及评分标准 排序算法： (1) 直接插入排序 (2) 折半插入排序(3) 冒泡排序 (4) 简单选择排序 (5) 快速排序(6) 堆排序 (7) 归并排序 【算法分析】 （1）直接插入排序；它是一种最简单的排序方法，它的基本操作是将一个记录插入到已排好的序的有序表中，从而得到一个新的、记录数增加1的有序表。 （2）折半插入排序：插入排序的基本操作是在一个有序表中进行查找和插入，我们知道这个查找操作可以利用折半查找来实现，由此进行的插入排序称之为折半插入排序。折半插入排序所需附加存储空间和直接插入相同，从时间上比较，折半插入排序仅减少了关键字间的比较次数，而记录的移动次数不变。 （3）冒泡排序：比较相邻关键字，若为逆序（非递增），则交换，最终将最大的记录放到最后一个记录的位置上，此为第一趟冒泡排序；对前n-1记录重复上操作，确定倒数第二个位置记录；……以此类推，直至的到一个递增的表。 (4)简单选择排序：通过n-i次关键字间的比较，从n-i+1个记录中选出关键字最小的记录，并和第i（1<=i<=n）个记录交换之。 (5)快速排序:它是对冒泡排序的一种改进，基本思想是，通过一趟排序将待排序的记录分割成独立的两部分，其中一部分记录的关键字均比另一部分记录的关键字小，则可分别对这两部分记录继续进行排序，以达到整个序列有序。 (6)堆排序: 使记录序列按关键字非递减有序排列，在堆排序的算法中先建一个“大顶堆”，即先选得一个关键字为最大的记录并与序列中最后一个记录交换，然后对序列中前n-1记录进行筛选，重新将它调整为一个“大顶堆”，如此反复直至排序结束。 (7)归并排序:归并的含义是将两个或两个以上的有序表组合成一个新的有序表。假设初始序列含有n个记录，则可看成是n个有序的子序列，每个子序列的长度为1，然后两两归并，得到n/2个长度为2或1的有序子序列；再两两归并，……，如此重复，直至得到一个长度为n的有序序列为止，这种排序称为2-路归并排序。 【算法实现】 （1）直接插入排序： void InsertSort(SqList &L){ for(i=2;i<=L.length ;i++) if(L.elem[i] 周信东主编版C语言程序设计基础实验一实验报告 The latest revision on November 22, 2020 实验1 C程序的运行环境和最简单的C程序设计 学号：姓名：莫新锋实验日期： 一、实验目的和要求 （1）熟悉C语言程序开发环境（Visual C++），了解开发环境中的编辑、编译、链接和运行命令。 （2）掌握在C语言开发环境中如何编辑、编译、链接和运行一个标准C语言程序。（3）掌握简单C语言程序的查错方法，理解编译错误信息的含义。 （4）掌握C语言数据类型的概念，熟悉如何定义一个整型、字符型、实型变量，以及如何对它们进行赋值。 （5）了解下列命令及函数：#include <>、main、printf、scanf。 （6）通过运行简单的程序，熟悉C语言的基本格式规范，并初步了解它的结构特点。 二、实验内容 实验指导书中的实验一的“基础部分”题目。 三、实验步骤及结果 （一）VC 实验平台的使用 1.简要描述在VC环境下开发一个C程序的主要步骤，并粘贴主要操作窗口的截图。【请填空。截图的操作方法：先点击欲截取的窗口使之置于屏幕最前方，并作适当的缩放，再按快捷键数据结构课程设计参考题目
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