数据结构实验报告
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数据结构课程设计实验报告完整版【正文】一、实验目的本实验主要目的是通过实践,掌握数据结构的基本概念、常见数据结构的实现方式以及在实际应用中的应用场景和效果。
二、实验背景数据结构是计算机科学与技术领域中的一个重要概念,是研究数据的组织方式、存储方式、访问方式以及操作等方面的方法论。
在计算机科学领域,数据结构是实现算法和解决问题的基础,因此对数据结构的理解和应用具有重要意义。
三、实验内容本次数据结构课程设计实验主要分为以下几个部分:1. 实验环境的准备:包括选择合适的开发平台、安装必要的软件和工具。
2. 实验数据的收集和处理:通过合适的方式收集实验所需的数据,并对数据进行处理和整理。
3. 数据结构的选择和实现:根据实验需求,选择合适的数据结构,并进行相应的数据结构实现。
4. 数据结构的测试和优化:对所实现的数据结构进行测试,包括性能测试和功能测试,并根据测试结果对数据结构进行优化和改进。
5. 实验报告的撰写:根据实验过程和结果,撰写完整的实验报告,包括实验目的、实验背景、实验内容、实验结果和结论等。
四、实验过程1. 实验环境的准备本实验选择了Visual Studio作为开发平台,安装了相应版本的Visual Studio,并根据官方指引进行了相应的配置和设置。
2. 实验数据的收集和处理本实验选取了一份包含学生信息的数据集,包括学生姓名、学号、性别、年龄等信息。
通过编写Python脚本,成功提取了所需信息,并对数据进行了清洗和整理。
3. 数据结构的选择和实现根据实验需求,我们选择了链表作为数据结构的实现方式。
链表是一种常见的动态数据结构,能够高效地插入和删除元素,适用于频繁插入和删除的场景。
在实现链表时,我们定义了一个节点结构,包含数据域和指针域。
通过指针的方式将节点连接起来,形成一个链式结构。
同时,我们还实现了相关的操作函数,包括插入、删除、查找等操作。
4. 数据结构的测试和优化在完成链表的实现后,我们对其进行了性能测试和功能测试。
数据结构与算法分析实验报告一、实验目的本次实验旨在通过实际操作和分析,深入理解数据结构和算法的基本概念、原理和应用,提高解决实际问题的能力,培养逻辑思维和编程技巧。
二、实验环境本次实验使用的编程语言为 Python,使用的开发工具为 PyCharm。
操作系统为 Windows 10。
三、实验内容(一)线性表的实现与操作1、顺序表的实现使用数组实现顺序表,包括插入、删除、查找等基本操作。
通过实验,理解了顺序表在内存中的存储方式以及其操作的时间复杂度。
2、链表的实现实现了单向链表和双向链表,对链表的节点插入、删除和遍历进行了实践。
体会到链表在动态内存管理和灵活操作方面的优势。
(二)栈和队列的应用1、栈的实现与应用用数组和链表分别实现栈,并通过表达式求值的例子,展示了栈在计算中的作用。
2、队列的实现与应用实现了顺序队列和循环队列,通过模拟银行排队的场景,理解了队列的先进先出特性。
(三)树和二叉树1、二叉树的遍历实现了先序、中序和后序遍历算法,并对不同遍历方式的结果进行了分析和比较。
2、二叉搜索树的操作构建了二叉搜索树,实现了插入、删除和查找操作,了解了其在数据快速查找和排序中的应用。
(四)图的表示与遍历1、邻接矩阵和邻接表表示图分别用邻接矩阵和邻接表来表示图,并比较了它们在存储空间和操作效率上的差异。
2、图的深度优先遍历和广度优先遍历实现了两种遍历算法,并通过对实际图结构的遍历,理解了它们的应用场景和特点。
(五)排序算法的性能比较1、常见排序算法的实现实现了冒泡排序、插入排序、选择排序、快速排序和归并排序等常见的排序算法。
2、算法性能分析通过对不同规模的数据进行排序实验,比较了各种排序算法的时间复杂度和空间复杂度。
四、实验过程及结果(一)线性表1、顺序表在顺序表的插入操作中,如果在表头插入元素,需要将后面的元素依次向后移动一位,时间复杂度为 O(n)。
删除操作同理,在表头删除元素时,时间复杂度也为 O(n)。
数据结构实验报告想必学计算机专业的同学都知道数据结构是一门比较重要的课程,那么,下面是小编给大家整理收集的数据结构实验报告,供大家阅读参考。
数据结构实验报告1一、实验目的及要求1)掌握栈和队列这两种特殊的线性表,熟悉它们的特性,在实际问题背景下灵活运用它们。
本实验训练的要点是“栈”和“队列”的观点;二、实验内容1) 利用栈,实现数制转换。
2) 利用栈,实现任一个表达式中的语法检查(选做)。
3) 编程实现队列在两种存储结构中的基本操作(队列的初始化、判队列空、入队列、出队列);三、实验流程、操作步骤或核心代码、算法片段顺序栈:Status InitStack(SqStack &S){S.base=(ElemType*)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(ElemTyp e));if(!S.base)return ERROR;S.top=S.base;S.stacksize=STACK_INIT_SIZE;return OK;}Status DestoryStack(SqStack &S){free(S.base);return OK;}Status ClearStack(SqStack &S){S.top=S.base;return OK;}Status StackEmpty(SqStack S){if(S.base==S.top)return OK;return ERROR;}int StackLength(SqStack S){return S.top-S.base;}Status GetTop(SqStack S,ElemType &e){if(S.top-S.base>=S.stacksize){S.base=(ElemType*)realloc(S.base,(S.stacksize+STACKINCREMENT)*sizeof(ElemTyp e));if(!S.base) return ERROR;S.top=S.base+S.stacksize;S.stacksize+=STACKINCREMENT;}*S.top++=e;return OK;Status Push(SqStack &S,ElemType e){if(S.top-S.base>=S.stacksize){S.base=(ElemType*)realloc(S.base,(S.stacksize+STACKINCREMENT)*sizeof(ElemTyp e));if(!S.base)return ERROR;S.top=S.base+S.stacksize;S.stacksize+=STACKINCREMENT;}*S.top++=e;return OK;}Status Pop(SqStack &S,ElemType &e){if(S.top==S.base)return ERROR;e=*--S.top;return OK;}Status StackTraverse(SqStack S){ElemType *p;p=(ElemType *)malloc(sizeof(ElemType));if(!p) return ERROR;p=S.top;while(p!=S.base)//S.top上面一个...p--;printf("%d ",*p);}return OK;}Status Compare(SqStack &S){int flag,TURE=OK,FALSE=ERROR; ElemType e,x;InitStack(S);flag=OK;printf("请输入要进栈或出栈的元素:"); while((x= getchar)!='#'&&flag) {switch (x){case '(':case '[':case '{':if(Push(S,x)==OK)printf("括号匹配成功!\n\n"); break;case ')':if(Pop(S,e)==ERROR || e!='('){printf("没有满足条件\n");flag=FALSE;}break;case ']':if ( Pop(S,e)==ERROR || e!='[')flag=FALSE;break;case '}':if ( Pop(S,e)==ERROR || e!='{')flag=FALSE;break;}}if (flag && x=='#' && StackEmpty(S)) return OK;elsereturn ERROR;}链队列:Status InitQueue(LinkQueue &Q) {Q.front =Q.rear=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));if (!Q.front) return ERROR;Q.front->next = NULL;return OK;}Status DestoryQueue(LinkQueue &Q) {while(Q.front){Q.rear=Q.front->next;free(Q.front);Q.front=Q.rear;}return OK;}Status QueueEmpty(LinkQueue &Q){if(Q.front->next==NULL)return OK;return ERROR;}Status QueueLength(LinkQueue Q){int i=0;QueuePtr p,q;p=Q.front;while(p->next){i++;p=Q.front;q=p->next;p=q;}return i;}Status GetHead(LinkQueue Q,ElemType &e) {QueuePtr p;p=Q.front->next;if(!p)return ERROR;e=p->data;return e;}Status ClearQueue(LinkQueue &Q){QueuePtr p;while(Q.front->next ){p=Q.front->next;free(Q.front);Q.front=p;}Q.front->next=NULL;Q.rear->next=NULL;return OK;}Status EnQueue(LinkQueue &Q,ElemType e) {QueuePtr p;p=(QueuePtr)malloc(sizeof (QNode));if(!p)return ERROR;p->data=e;p->next=NULL;Q.rear->next = p;Q.rear=p; //p->next 为空return OK;}Status DeQueue(LinkQueue &Q,ElemType &e) {QueuePtr p;if (Q.front == Q.rear)return ERROR;p = Q.front->next;e = p->data;Q.front->next = p->next;if (Q.rear == p)Q.rear = Q.front; //只有一个元素时(不存在指向尾指针) free (p);return OK;}Status QueueTraverse(LinkQueue Q){QueuePtr p,q;if( QueueEmpty(Q)==OK){printf("这是一个空队列!\n");return ERROR;}p=Q.front->next;while(p){q=p;printf("%d<-\n",q->data);q=p->next;p=q;}return OK;}循环队列:Status InitQueue(SqQueue &Q){Q.base=(QElemType*)malloc(MAXQSIZE*sizeof(QElemType)); if(!Q.base)exit(OWERFLOW);Q.front=Q.rear=0;return OK;}Status EnQueue(SqQueue &Q,QElemType e){if((Q.rear+1)%MAXQSIZE==Q.front)return ERROR;Q.base[Q.rear]=e;Q.rear=(Q.rear+1)%MAXQSIZE;return OK;}Status DeQueue(SqQueue &Q,QElemType &e){if(Q.front==Q.rear)return ERROR;e=Q.base[Q.front];Q.front=(Q.front+1)%MAXQSIZE;return OK;}int QueueLength(SqQueue Q){return(Q.rear-Q.front+MAXQSIZE)%MAXQSIZE;}Status DestoryQueue(SqQueue &Q){free(Q.base);return OK;}Status QueueEmpty(SqQueue Q) //判空{if(Q.front ==Q.rear)return OK;return ERROR;}Status QueueTraverse(SqQueue Q){if(Q.front==Q.rear)printf("这是一个空队列!");while(Q.front%MAXQSIZE!=Q.rear){printf("%d<- ",Q.base[Q.front]);Q.front++;}return OK;}数据结构实验报告2一.实验内容:实现哈夫曼编码的生成算法。
一、实验目的1. 理解并掌握数据结构的基本概念和常用算法。
2. 学会使用C语言实现线性表、栈、队列、树和图等基本数据结构。
3. 培养动手实践能力,提高编程水平。
二、实验内容1. 线性表(1)顺序表(2)链表2. 栈(1)顺序栈(2)链栈3. 队列(1)顺序队列(2)链队列4. 树(1)二叉树(2)二叉搜索树5. 图(1)邻接矩阵表示法(2)邻接表表示法三、实验环境1. 操作系统:Windows 102. 编程语言:C语言3. 编译器:Visual Studio 20194. 实验软件:C语言开发环境四、实验步骤1. 线性表(1)顺序表1)定义顺序表结构体2)实现顺序表的初始化、插入、删除、查找等基本操作3)编写测试程序,验证顺序表的基本操作(2)链表1)定义链表结构体2)实现链表的创建、插入、删除、查找等基本操作3)编写测试程序,验证链表的基本操作2. 栈(1)顺序栈1)定义顺序栈结构体2)实现顺序栈的初始化、入栈、出栈、判空等基本操作3)编写测试程序,验证顺序栈的基本操作(2)链栈1)定义链栈结构体2)实现链栈的初始化、入栈、出栈、判空等基本操作3)编写测试程序,验证链栈的基本操作3. 队列(1)顺序队列1)定义顺序队列结构体2)实现顺序队列的初始化、入队、出队、判空等基本操作3)编写测试程序,验证顺序队列的基本操作(2)链队列1)定义链队列结构体2)实现链队列的初始化、入队、出队、判空等基本操作3)编写测试程序,验证链队列的基本操作4. 树(1)二叉树1)定义二叉树结构体2)实现二叉树的创建、遍历、查找等基本操作3)编写测试程序,验证二叉树的基本操作(2)二叉搜索树1)定义二叉搜索树结构体2)实现二叉搜索树的创建、遍历、查找等基本操作3)编写测试程序,验证二叉搜索树的基本操作5. 图(1)邻接矩阵表示法1)定义邻接矩阵结构体2)实现图的创建、添加边、删除边、遍历等基本操作3)编写测试程序,验证邻接矩阵表示法的基本操作(2)邻接表表示法1)定义邻接表结构体2)实现图的创建、添加边、删除边、遍历等基本操作3)编写测试程序,验证邻接表表示法的基本操作五、实验结果与分析1. 线性表(1)顺序表实验结果表明,顺序表的基本操作实现正确,测试程序运行稳定。
数据结构实验报告数据结构实验报告精选2篇(一)实验目的:1. 熟悉数据结构的基本概念和基本操作;2. 掌握线性表、栈、队列、链表等经典数据结构的实现方法;3. 掌握数据结构在实际问题中的应用。
实验内容:本次实验主要包括以下几个部分:1. 线性表的实现方法,包括顺序表和链表,分别使用数组和链表来实现线性表的基本操作;2. 栈的实现方法,包括顺序栈和链式栈,分别使用数组和链表来实现栈的基本操作;3. 队列的实现方法,包括顺序队列和链式队列,分别使用数组和链表来实现队列的基本操作;4. 链表的实现方法,包括单链表、双链表和循环链表,分别使用指针链、双向链和循环链来实现链表的基本操作;5. 综合应用,使用各种数据结构来解决实际问题,例如使用栈来实现括号匹配、使用队列来实现马铃薯游戏等。
实验步骤及结果:1. 线性表的实现方法:a) 顺序表的基本操作:创建表、插入元素、删除元素、查找元素等;b) 链表的基本操作:插入节点、删除节点、查找节点等;c) 比较顺序表和链表的优缺点,分析适用场景。
结果:通过实验,确认了顺序表适用于频繁查找元素的情况,而链表适用于频繁插入和删除节点的情况。
2. 栈的实现方法:a) 顺序栈的基本操作:进栈、出栈、判空、判满等;b) 链式栈的基本操作:进栈、出栈、判空、判满等。
结果:通过实验,掌握了栈的基本操作,并了解了栈的特性和应用场景,例如括号匹配。
3. 队列的实现方法:a) 顺序队列的基本操作:入队、出队、判空、判满等;b) 链式队列的基本操作:入队、出队、判空、判满等。
结果:通过实验,掌握了队列的基本操作,并了解了队列的特性和应用场景,例如马铃薯游戏。
4. 链表的实现方法:a) 单链表的基本操作:插入节点、删除节点、查找节点等;b) 双链表的基本操作:插入节点、删除节点、查找节点等;c) 循环链表的基本操作:插入节点、删除节点、查找节点等。
结果:通过实验,掌握了链表的基本操作,并了解了链表的特性和应用场景。
一、实验背景数据结构是计算机科学中一个重要的基础学科,它研究如何有效地组织和存储数据,并实现对数据的检索、插入、删除等操作。
为了更好地理解数据结构的概念和原理,我们进行了一次数据结构实训实验,通过实际操作来加深对数据结构的认识。
二、实验目的1. 掌握常见数据结构(如线性表、栈、队列、树、图等)的定义、特点及操作方法。
2. 熟练运用数据结构解决实际问题,提高算法设计能力。
3. 培养团队合作精神,提高实验报告撰写能力。
三、实验内容本次实验主要包括以下内容:1. 线性表(1)实现线性表的顺序存储和链式存储。
(2)实现线性表的插入、删除、查找等操作。
2. 栈与队列(1)实现栈的顺序存储和链式存储。
(2)实现栈的入栈、出栈、判断栈空等操作。
(3)实现队列的顺序存储和链式存储。
(4)实现队列的入队、出队、判断队空等操作。
3. 树与图(1)实现二叉树的顺序存储和链式存储。
(2)实现二叉树的遍历、查找、插入、删除等操作。
(3)实现图的邻接矩阵和邻接表存储。
(4)实现图的深度优先遍历和广度优先遍历。
4. 算法设计与应用(1)实现冒泡排序、选择排序、插入排序等基本排序算法。
(2)实现二分查找算法。
(3)设计并实现一个简单的学生成绩管理系统。
四、实验步骤1. 熟悉实验要求,明确实验目的和内容。
2. 编写代码实现实验内容,对每个数据结构进行测试。
3. 对实验结果进行分析,总结实验过程中的问题和经验。
4. 撰写实验报告,包括实验目的、内容、步骤、结果分析等。
五、实验结果与分析1. 线性表(1)顺序存储的线性表实现简单,但插入和删除操作效率较低。
(2)链式存储的线性表插入和删除操作效率较高,但存储空间占用较大。
2. 栈与队列(1)栈和队列的顺序存储和链式存储实现简单,但顺序存储空间利用率较低。
(2)栈和队列的入栈、出队、判断空等操作实现简单,但需要考虑数据结构的边界条件。
3. 树与图(1)二叉树和图的存储结构实现复杂,但能够有效地表示和处理数据。
数据结构实验报告一、实验目的数据结构是计算机科学中非常重要的一门课程,通过本次实验,旨在加深对常见数据结构(如链表、栈、队列、树、图等)的理解和应用,提高编程能力和解决实际问题的能力。
二、实验环境本次实验使用的编程语言为C++,开发工具为Visual Studio 2019。
操作系统为 Windows 10。
三、实验内容1、链表的实现与操作创建一个单向链表,并实现插入、删除和遍历节点的功能。
对链表进行排序,如冒泡排序或插入排序。
2、栈和队列的应用用栈实现表达式求值,能够处理加、减、乘、除和括号。
利用队列实现银行排队系统的模拟,包括顾客的到达、服务和离开。
3、二叉树的遍历与操作构建一棵二叉树,并实现前序、中序和后序遍历。
进行二叉树的插入、删除节点操作。
4、图的表示与遍历用邻接矩阵和邻接表两种方式表示图。
实现图的深度优先遍历和广度优先遍历。
四、实验步骤及结果1、链表的实现与操作首先,定义了链表节点的结构体:```cppstruct ListNode {int data;ListNode next;ListNode(int x) : data(x), next(NULL) {}};```插入节点的函数:```cppvoid insertNode(ListNode& head, int val) {ListNode newNode = new ListNode(val);head = newNode;} else {ListNode curr = head;while (curr>next!= NULL) {curr = curr>next;}curr>next = newNode;}}```删除节点的函数:```cppvoid deleteNode(ListNode& head, int val) {if (head == NULL) {return;}ListNode temp = head;head = head>next;delete temp;return;}ListNode curr = head;while (curr>next!= NULL && curr>next>data!= val) {curr = curr>next;}if (curr>next!= NULL) {ListNode temp = curr>next;curr>next = curr>next>next;delete temp;}}```遍历链表的函数:```cppvoid traverseList(ListNode head) {ListNode curr = head;while (curr!= NULL) {std::cout << curr>data <<"";curr = curr>next;}std::cout << std::endl;}```对链表进行冒泡排序的函数:```cppvoid bubbleSortList(ListNode& head) {if (head == NULL || head>next == NULL) {return;}bool swapped;ListNode ptr1;ListNode lptr = NULL;do {swapped = false;ptr1 = head;while (ptr1->next!= lptr) {if (ptr1->data > ptr1->next>data) {int temp = ptr1->data;ptr1->data = ptr1->next>data;ptr1->next>data = temp;swapped = true;}ptr1 = ptr1->next;}lptr = ptr1;} while (swapped);}```测试结果:创建了一个包含 5、3、8、1、4 的链表,经过排序后,输出为 1 3 4 5 8 。
数据结构实验报告第 6 次实验一、实验目的1.理解栈是操作受限(插入push, 删除pop)的线性表, 受限的是插入删除的位置。
2.在链式存储结构下实现:StackEmpty, Push,Pop, 几个基本操作。
3.通过调用基本操作实现括号匹配算法。
二、实验内容(问题)写一个算法, 识别依次读入的一个字符序列是否为形如‘序列1&序列2’模式的字符序列。
其中序列1和序列2中都不含字符‘&’, 且序列2是序列1的逆序列。
例如, ‘a+b&b+a’是属该模式的字符序列, 而’1+3&3-1’则不是。
测试数据: ’1+3&3-1’; ’a+b+c&c+b+a’; ’a+b+c&c+b’; ’b+c&c+b+a’;提示:利用栈 , 利用已实现的基本操作三、算法描述(给出自然语言描述的算法)1.向后依次扫描字符序列, 如果考察的字符不等于‘&’则入栈, 遇到‘&’则停止。
2.从‘&’后继续扫描, 考察字符的时候, 栈顶元素出栈, 若二者相等, 继续扫描;不等, 模式不成立。
3.扫描结束后, 栈空则模式成立四、详细设计(画流程图)五、程序代码#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#define True 1#define False 0#define OK 1#define ERROR 0typedef int status;typedef char ElemType;typedef struct SNode{ElemType data;struct SNode *next;}SNode, *LinkStack;status InitStack(LinkStack &S);int StackEmpty(LinkStack S);status Push(LinkStack &S, ElemType e);status Pop(LinkStack &S, ElemType &e);status Is_Match(ElemType f[20]);main(){ElemType formula[20];int i;for(i=0;i<=3;i++){printf("\n请输入一个字符序列表达式: ");scanf("%s",formula);if(Is_Match(formula)==1) printf(" \n这个表达式符合‘序列1&序列2’模式!\n"); else printf("\n 这个表达式不符合‘序列1&序列2’模式!\n");}return(1);}status InitStack(LinkStack &S){S=NULL;return(OK);}int StackEmpty(LinkStack S){if(S==NULL) return(True);else return(False);}status Push(LinkStack &S, ElemType e){LinkStack p;p=(LinkStack)malloc(sizeof(SNode));if(!p) return(ERROR);p->data=e;p->next=S;S=p;return(OK);}status Pop(LinkStack &S, ElemType &e){LinkStack p;if(!S) return(ERROR);e=S->data;p=S;S=S->next;free(p);return(OK);}status Is_Match(ElemType f[20]){LinkStack St; ElemType *p,c;InitStack(St);p=f;for(;*p!='&';p++){ Push(St,*p);if(!Push(St, *p)) return(ERROR);}p++;for(;*p!='\0';p++){Pop(St,c);if(!Pop(St,c)) return(ERROR);else if(c!=*p) return(ERROR);}if(StackEmpty(St)) return(OK);else return(ERROR);}七、用户手册(教用户怎么用这个程序)用途: 判断字符串是否是“序列1&序列2’模式”用法:启动此程序, 屏幕会提示你输入数据, 输入数据并按下回车键即可。
一、实验目的本次实验旨在让学生掌握数据结构的基本概念、逻辑结构、存储结构以及各种基本操作,并通过实际编程操作,加深对数据结构理论知识的理解,提高编程能力和算法设计能力。
二、实验内容1. 线性表(1)顺序表1)初始化顺序表2)向顺序表插入元素3)从顺序表删除元素4)查找顺序表中的元素5)顺序表的逆序操作(2)链表1)创建链表2)在链表中插入元素3)在链表中删除元素4)查找链表中的元素5)链表的逆序操作2. 栈与队列(1)栈1)栈的初始化2)入栈操作3)出栈操作4)获取栈顶元素5)判断栈是否为空(2)队列1)队列的初始化2)入队操作3)出队操作4)获取队首元素5)判断队列是否为空3. 树与图(1)二叉树1)创建二叉树2)遍历二叉树(前序、中序、后序)3)求二叉树的深度4)求二叉树的宽度5)二叉树的镜像(2)图1)创建图2)图的深度优先遍历3)图的广度优先遍历4)最小生成树5)最短路径三、实验过程1. 线性表(1)顺序表1)初始化顺序表:创建一个长度为10的顺序表,初始化为空。
2)向顺序表插入元素:在顺序表的第i个位置插入元素x。
3)从顺序表删除元素:从顺序表中删除第i个位置的元素。
4)查找顺序表中的元素:在顺序表中查找元素x。
5)顺序表的逆序操作:将顺序表中的元素逆序排列。
(2)链表1)创建链表:创建一个带头结点的循环链表。
2)在链表中插入元素:在链表的第i个位置插入元素x。
3)在链表中删除元素:从链表中删除第i个位置的元素。
4)查找链表中的元素:在链表中查找元素x。
5)链表的逆序操作:将链表中的元素逆序排列。
2. 栈与队列(1)栈1)栈的初始化:创建一个栈,初始化为空。
2)入栈操作:将元素x压入栈中。
3)出栈操作:从栈中弹出元素。
4)获取栈顶元素:获取栈顶元素。
5)判断栈是否为空:判断栈是否为空。
(2)队列1)队列的初始化:创建一个队列,初始化为空。
2)入队操作:将元素x入队。
3)出队操作:从队列中出队元素。
第1篇一、引言数据结构是计算机科学中一个重要的基础学科,它研究如何有效地组织、存储和操作数据。
在计算机科学中,数据结构的选择直接影响到算法的效率、存储空间和程序的可维护性。
为了使学生在实际操作中更好地理解数据结构的概念、原理和应用,本实验报告旨在明确数据结构实验的目的,指导学生进行实验,并总结实验成果。
二、实验目的1. 理解数据结构的基本概念和原理通过实验,使学生深入理解数据结构的基本概念,如线性表、栈、队列、树、图等,掌握各种数据结构的定义、性质和特点。
2. 掌握数据结构的存储结构及实现方法实验过程中,使学生熟悉各种数据结构的存储结构,如顺序存储、链式存储等,并掌握相应的实现方法。
3. 培养编程能力通过实验,提高学生的编程能力,使其能够熟练运用C、C++、Java等编程语言实现各种数据结构的操作。
4. 提高算法设计能力实验过程中,要求学生根据实际问题设计合适的算法,提高其算法设计能力。
5. 培养实际应用能力通过实验,使学生将所学知识应用于实际问题,提高解决实际问题的能力。
6. 培养团队合作精神实验过程中,鼓励学生进行团队合作,共同完成实验任务,培养团队合作精神。
7. 提高实验报告撰写能力通过实验报告的撰写,使学生学会总结实验过程、分析实验结果,提高实验报告撰写能力。
三、实验内容1. 线性表实验(1)实现线性表的顺序存储和链式存储结构;(2)实现线性表的基本操作,如插入、删除、查找等;(3)比较顺序存储和链式存储的优缺点。
2. 栈和队列实验(1)实现栈和队列的顺序存储和链式存储结构;(2)实现栈和队列的基本操作,如入栈、出栈、入队、出队等;(3)比较栈和队列的特点及适用场景。
3. 树和图实验(1)实现二叉树、二叉搜索树、图等数据结构的存储结构;(2)实现树和图的基本操作,如遍历、插入、删除等;(3)比较不同树和图结构的优缺点及适用场景。
4. 查找算法实验(1)实现二分查找、顺序查找、哈希查找等查找算法;(2)比较不同查找算法的时间复杂度和空间复杂度;(3)分析查找算法在实际应用中的适用场景。
目录实验一线性表的基本操作1.实验目的 (2)2.实验环境 (2)3.实验内容,主要代码,调试与运行 (2)4.总结……………………………………………………14 实验二栈的基本操作1.实验目的 (15)2.实验环境 (15)3.实验内容,主要代码,调试与运行 (15)4.总结……………………………………………………18 实验三赫夫曼树1.实验目的 (18)2.实验环境 (18)3.实验内容,主要代码,调试与运行 (19)4.总结 (32)实验一线性表的基本操作一、实验目的1、熟悉c或vc++语言上机环境。
2、会定义线性表的顺序存储结构和链式存储结构。
3、熟悉顺序表和链表的一些基本操作和应用。
4、加深对线性表的理解,逐步培养解决实际问题的编程能力。
二、实验环境运行c或vc++的微机。
三、实验内容1. 已知线性表la的数据元素(n个,n为偶数),现要求将la拆开成两个新的线性表lb,lc。
要求lb中的数据元素为la中的奇数位序的数据元素(a1, a3, …, an-1),lc中的数据元素为la中的偶数位序的数据元素(a2, a4, …, an)。
实验代码如下:#include<stdio.h>#include<malloc.h>#define max 100 //定义线性表的最大长度 typedef struct{char elem; char list[max]; //线性表 int length; //length指示当前线性表的长度 }sqlist;void initial(sqlist &); //初始化线性表void insert(sqlist &,int,char); //在线性表中插入元素 void initlist(sqlist &);void print(sqlist); //显示线性表中所有元素 void main(){sqlist la,lb,lc;// la,lb,lc是线性表initial(la);initlist(lb);initlist(lc);int i;for(i=0;i<la.length;i++){if(i%2==0) insert(lb,i/2,la.list[i]); //奇数位插入lbelse insert(lc,i/2,la.list[i]);} //偶数位插入lcprintf(\n您输入的线性表元素为:\n\n);print(la);printf(线性表的奇数位次的元素为:\n\n);print(lb);printf(线性表的偶数位次的元素为:\n\n);print(lc);}void initial(sqlist &v){int i,a;printf(请输入一个偶数作为线性表的长度:\n\n);scanf(%d,&a);while(a%2!=0){printf(您输入的数是奇数,请重新输入一个偶数:\n\n);scanf(%d,&a);}v.length=a;printf(\n请输入线性表元素:\n\n);for(i=0;i<v.length;i++)scanf(%c,&v.list[i]); //对la进行赋值}void initlist(sqlist &v) //构造一个空的线性表{v.elem=(char)malloc(max*sizeof(char));v.length=0;}void insert(sqlist &v,int j,char c){v.list[j]=c; //插入cv.length++;}void print(sqlist v){int i;for(i=0;i<v.length;i++){printf(%c,v.list[i]);} //输出线性表元素printf(\n\n);调试通过后运行结果如下:2. 已知线性表la的数据元素(n个),现要求将la的数据元素复制到另一个线性表lb 中。
实验代码如下:#include<stdio.h>#include<malloc.h>#define max 100 //定义线性表的最大长度typedef struct{char elem; char list[max]; //线性表 int length; //length指示当前线性表的长度 }sqlist;void initial(sqlist &); //初始化线性表void initlist(sqlist &);void printf(sqlist);//显示线性表中所有元素void main(){initial(la); initlist(lb); int i; for(i=0;i<la.length;i++) //复制 { lb.list[i]=la.list[i];lb.length++;}printf(lb);}void initial(sqlist&v) // {int i;printf(请输入一个线性表的长度(最大为100):\n);scanf(%d,&v.length);printf(请输入线性表元素:\n);for(i=0;i<v.length;i++)scanf(%c,&v.list[i]);}void initlist(sqlist &v) //{v.elem=(char)malloc(max*sizeof(char));v.length=0;}void printf(sqlist v){int i;printf(\n复制得到的线性表为:\n);for(i=0;i<v.length;i++)printf(%c,v.list[i]);printf(\n);}调试通过后运行结果如下:构造线性表构造空线性表3. 设有一个线性表采用顺序存储结构,表中的数据元素值为正整数(n个)。
设在o(n) 时间内,将线性表分成两为两部分,其中左半部分每个元素都小于原表的第一个元素,而右半部分则相反。
实验代码如下:#include<stdio.h>#include<malloc.h>#define max 100 //定义线性表的最大长度 typedef struct{int elem; int list[max]; //线性表 int length; //length指示当前线性表的长度 }sqlist;void initial(sqlist &); //初始化线性表void insert(sqlist &,int,int);void initlist(sqlist &);void print(sqlist);//显示线性表中所有元素 void main(){sqlist la,lb,lc;initial(la); initlist(lb); initlist(lc); int i=1,j=0,k=0,x=la.list[0]; for(;i<la.length;i++) if(la.list[i]<x){insert(lb,j,la.list[i]);j++;} else {insert(lc,k,la.list[i]);k++;} printf(\n将输入的线性表以首元素为中心分成两部分:\n);print(lb);printf(%d\n\n,x);print(lc);}void initial(sqlist &v){int i;printf(请输入线性表长度:\n);scanf(%d,&v.length);printf(\n请输入线性表元素:\n);for(i=0;i<v.length;i++)scanf(%d,&v.list[i]);}void initlist(sqlist &v) //{v.elem=(int)malloc(max*sizeof(int));v.length=0;}void insert(sqlist &v,int j,int c){v.list[j]=c; //v.length++;}void print(sqlist v){int i;for(i=0;i<v.length;i++){printf(%d,v.list[i]);} //printf(\n\n);}调试通过后运行结果如下:构造一个空的线性表插入输出线性表元素4. 设线性表la=(a1, a2, …, am),lb=(b1, b2, …, bn)。
试编写一个算法,将la、lb合并为线性表lc,使??a1,b1,...,am,bm,bm?1,...,bn?当m?n时lc=???a1,b1,...,an,bn,an?1,...,am? 当m?n时要求la、lb和lc均以单链表为存储结构,且lc表利用la和lb中结点空间,这里m和n的值没有保存在头结点中,并分析算法时间复杂度。
实验代码如下:#include<stdio.h>#include<malloc.h>#include<stdlib.h>typedef struct node{}s; char x; struct node* next;s* s_create(s* head){char ch;s *h,*p,*q;h=(s *)malloc(sizeof(s));h->x= ;p=h;fflush(stdin); //这一句必须加,不然第二次使用该函数时,ch读到的值是回车scanf(%c,&ch);while(ch!=0){q=(s *)malloc(sizeof(s));q->x=ch;p->next=q;p=q;scanf(%c,&ch);}p->next=null;return h;}void s_union(s* head1,s* head2){//s *p=head1->next,*q=head2->next,*r=head1;//实现两个链表交叉合并为head1s *h1,*h2;s *upre;h1 = head1;h2 = head2;upre = h1;// puts(合并);//一比一比例交叉合并if(null == h1){upre = h2;printf(表1为空);}elseif(null == h2){upre = h1;printf(表2为空);}elsewhile(null!=(h1->next) && null!=(h2->next)){//插入h1节点,并在插入后把upre移到h2节点 h1 = h1->next; //h1下移一个节点upre->next = h2; //插入h1节点,并转而对h2进行操作 upre = h2;//插入h2节点,并在插入后把upre移到h1节点 h2 = h2->next;upre->next = h1;upre = h1;}//末尾补齐,在上面的情况,最终upre = h1if(null==(h1->next)){upre->next = h2;}else{h1 = h1->next;upre->next = h2;h2 ->next = h1;}while(p!=null&&q!=null){r->next=p->next;r=p;p=p->next;r->next=q->next;r=q;q=q->next;}if(p) {r->next=p;}else {r->next=q;}*/}void printf_s(s* head){s *p=head->next;while(null!=p){printf(%c,p->x);p=p->next;}}int main(){} return 0; s *head1,*head2; //int length1=0,length2=0; head1 = (s *)malloc(sizeof(s));//为head1申请空间 head2 = (s *)malloc(sizeof(s)); printf(\n 输入线性表一(遇0结束):\n); head1=s_create(head1); printf(\n线性表一:\n); printf_s(head1); printf(\n输入线性表二(遇0结束):\n); head2=s_create(head2); printf(\n线性表二:\n); printf_s(head2); printf(\n合并后的线性表为:\n); s_union(head1,head2); printf_s(head1); printf(\n);调试通过后运行结果如下:5. 约瑟夫问题:设编号为1,2,…,n的n(n>0)个人按顺时针方向围坐一圈,每人持有一正整数密码。