数据结构课程设计
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数据结构的课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解数据结构的基本概念,掌握线性表、树、图等常见数据结构的特点与应用场景。
2. 学会分析不同数据结构的存储方式和操作方法,并能运用到实际问题的解决中。
3. 掌握排序和查找算法的基本原理,了解其时间复杂度和空间复杂度。
技能目标:1. 能够运用所学数据结构知识,解决实际问题,提高编程能力。
2. 能够运用排序和查找算法,优化程序性能,提高解决问题的效率。
3. 能够运用数据结构知识,分析并解决复杂问题,培养逻辑思维能力和创新意识。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对数据结构学科的兴趣,激发学习热情,形成主动探索和积极进取的学习态度。
2. 增强学生的团队协作意识,培养合作解决问题的能力,提高沟通表达能力。
3. 培养学生的抽象思维能力,使其认识到数据结构在计算机科学中的重要性,激发对计算机科学的热爱。
本课程针对高中年级学生,结合学科特点和教学要求,注重理论与实践相结合,培养学生的编程能力和逻辑思维能力。
通过本课程的学习,使学生能够掌握数据结构的基本知识,提高解决实际问题的能力,同时培养良好的学习态度和价值观。
在教学过程中,将目标分解为具体的学习成果,以便进行后续的教学设计和评估。
二、教学内容1. 数据结构基本概念:介绍数据结构的概念、作用和分类,重点讲解线性结构(线性表、栈、队列)和非线性结构(树、图)的特点。
2. 线性表:讲解线性表的顺序存储和链式存储结构,以及相关操作(插入、删除、查找等)。
3. 栈和队列:介绍栈和队列的应用场景、存储结构及相关操作。
4. 树和二叉树:讲解树的定义、性质、存储结构,二叉树的遍历算法及线索二叉树。
5. 图:介绍图的定义、存储结构(邻接矩阵和邻接表)、图的遍历算法(深度优先搜索和广度优先搜索)。
6. 排序算法:讲解常见排序算法(冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序等)的原理、实现及性能分析。
7. 查找算法:介绍线性查找、二分查找等查找算法的原理及实现。
数据结构课程设计(5篇)第一篇:数据结构课程设计课程设计说明书设计名称:数据结构课程设计题目:设计五:二叉树的相关操作学生姓名:专业:计算机科学与技术班级:学号:指导教师:日期: 2012 年 3 月 5 日课程设计任务书计算机科学与技术专业年级班一、设计题目设计五二叉树的相关操作二、主要内容建立二叉树,并对树进行相关操作。
三、具体要求1)利用完全二叉树的性质建立一棵二叉树。
(层数不小于4层)2)统计树叶子结点的个数。
3)求二叉树的深度。
4)能够输出用前序,中序,后序对二叉树进行遍历的遍历序列。
四、进度安排依照教学计划,课程设计时间为:2周。
本设计要求按照软件工程的基本过程完成设计。
建议将时间分为三个阶段:第一阶段,根据题目要求,确定系统的总体设计方案:即系统包括哪些功能模块,每个模块的实现算法,并画出相应的流程图.同时编写相应的设计文档;第二阶段,根据流程图编写程序代码并调试,再将调试通过的各个子模块进行集成调试;第三阶段,归纳文档资料,按要求填写在《课程设计说明书》上,并参加答辩。
三个阶段时间分配的大概比例是:35: 45: 20。
五、完成后应上交的材料本课程设计要求按照学校有关规范的要求完成,在课程设计完成后需要提交的成果和有关文档资料包括课程设计的说明书,课程设计有关源程序及可运行程序(含运行环境)。
其中课程设计说明书的格式按学校规范(见附件),其内容不能过于简单,必须包括的内容有:1、课程设计的基本思想,系统的总功能和各子模块的功能说明;2、课程设计有关算法的描述,并画出有关算法流程图;3、源程序中核心代码的说明。
4、本课程设计的个人总结,主要包括以下内容:(1)课程设计中遇到的主要问题和解决方法;(2)你的创新和得意之处;(3)设计中存在的不足及改进的设想;(4)本次课程设计的感想和心得体会。
5、源代码要求在关键的位置有注释,增加程序的可读性。
程序结构和变量等命名必须符合有关软件开发的技术规范(参见有关文献)。
XXXXXX大学《数据结构》课程设计报告班级:学号:姓名:指导老师:目录一算术表达式求值一、需求分析二、程序得主要功能三、程序运行平台四、数据结构五、算法及时间复杂度六、测试用例七、程序源代码二感想体会与总结算术表达式求值一、需求分析一个算术表达式就是由操作数(operand)、运算符(operator)与界限符(delimiter)组成得。
假设操作数就是正整数,运算符只含加减乘除等四种运算符,界限符有左右括号与表达式起始、结束符“#”,如:#(7+15)*(23—28/4)#。
引入表达式起始、结束符就是为了方便.编程利用“算符优先法”求算术表达式得值.二、程序得主要功能(1)从键盘读入一个合法得算术表达式,输出正确得结果。
(2)显示输入序列与栈得变化过程。
三、程序运行平台Visual C++6、0版本四、数据结构本程序得数据结构为栈。
(1)运算符栈部分:struct SqStack //定义栈{char *base; //栈底指针char *top; //栈顶指针intstacksize; //栈得长度};intInitStack (SqStack &s) //建立一个空栈S{if (!(s、base= (char *)malloc(50*sizeof(char))))exit(0);s、top=s、base;s、stacksize=50;return OK;}char GetTop(SqStack s,char &e) //运算符取栈顶元素{if (s、top==s、base) //栈为空得时候返回ERROR{ﻩ printf("运算符栈为空!\n");ﻩ return ERROR;}elsee=*(s、top-1); //栈不为空得时候用e做返回值,返回S得栈顶元素,并返回OK returnOK;}int Push(SqStack&s,char e) //运算符入栈{if (s、top—s、base >= s、stacksize)ﻩ{printf("运算符栈满!\n");ﻩs、base=(char*)realloc(s、base,(s、stacksize+5)*sizeof(char));//栈满得时候,追加5个存储空间if(!s、base)exit (OVERFLOW);s、top=s、base+s、stacksize;s、stacksize+=5;}ﻩ*(s、top)++=e;//把e入栈ﻩreturn OK;}int Pop(SqStack &s,char &e) //运算符出栈{if (s、top==s、base) //栈为空栈得时候,返回ERROR{printf("运算符栈为空!\n”);ﻩ return ERROR;}else{ﻩﻩe=*-—s、top;//栈不为空得时候用e做返回值,删除S得栈顶元素,并返回OK return OK;}}int StackTraverse(SqStack&s)//运算符栈得遍历{ﻩchar *t;ﻩt=s、base;ﻩif (s、top==s、base){ﻩ printf(”运算符栈为空!\n”); //栈为空栈得时候返回ERRORreturn ERROR;}while(t!=s、top){ﻩﻩprintf(" %c",*t); //栈不为空得时候依次取出栈内元素t++;ﻩ}return ERROR;}(2)数字栈部分:struct SqStackn//定义数栈{int *base; //栈底指针int*top; //栈顶指针int stacksize; //栈得长度};intInitStackn (SqStackn &s) //建立一个空栈S{s、base=(int*)malloc(50*sizeof(int));if(!s、base)exit(OVERFLOW);//存储分配失败s、top=s、base;s、stacksize=50;return OK;}int GetTopn(SqStackn s,int&e) //数栈取栈顶元素{if(s、top==s、base){printf("运算数栈为空!\n");//栈为空得时候返回ERRORﻩ return ERROR;}elseﻩe=*(s、top-1);//栈不为空得时候,用e作返回值,返回S得栈顶元素,并返回OKreturnOK;}int Pushn(SqStackn &s,int e) //数栈入栈{if(s、top—s、base>=s、stacksize){ﻩﻩprintf("运算数栈满!\n");//栈满得时候,追加5个存储空间ﻩs、base=(int*)realloc (s、base,(s、stacksize+5)*sizeof(int));if(!s、base) exit (OVERFLOW);ﻩs、top=s、base+s、stacksize;//插入元素e为新得栈顶元素s、stacksize+=5;}*(s、top)++=e; //栈顶指针变化returnOK;}int Popn(SqStackn &s,int &e)//数栈出栈{ﻩif (s、top==s、base){ﻩ printf("运算符栈为空!\n");//栈为空栈得视时候,返回ERRORﻩ return ERROR;ﻩ}else{ﻩﻩe=*—-s、top;//栈不空得时候,则删除S得栈顶元素,用e返回其值,并返回OK ﻩreturnOK;}}int StackTraversen(SqStackn &s)//数栈遍历{ﻩint*t;ﻩt=s、base ;ﻩif(s、top==s、base)ﻩ{printf("运算数栈为空!\n”);//栈为空栈得时候返回ERRORﻩ return ERROR;ﻩ}ﻩwhile(t!=s、top)ﻩ{printf(” %d”,*t); //栈不为空得时候依次输出t++;}return ERROR;}五、算法及时间复杂度1、算法:建立两个不同类型得空栈,先把一个‘#’压入运算符栈。
数据结构课程设计python一、课程目标知识目标:1. 理解数据结构的基本概念,掌握常用数据结构如列表、元组、字典和集合的特点及应用场景。
2. 学习并掌握栈和队列的操作原理及其在Python中的实现方法。
3. 掌握树和图的基本概念,了解二叉树、遍历算法及图的表示方法。
技能目标:1. 能够运用Python语言实现基本数据结构,并对其进行增、删、改、查等操作。
2. 能够利用栈和队列解决实际问题,如递归、函数调用栈、任务调度等。
3. 能够运用树和图解决实际问题,如查找算法、路径规划等。
情感态度价值观目标:1. 培养学生严谨的逻辑思维,提高分析问题和解决问题的能力。
2. 激发学生对数据结构和算法的兴趣,培养良好的编程习惯。
3. 引导学生认识到数据结构在实际应用中的重要性,增强学习热情和责任感。
课程性质:本课程为高年级数据结构课程,旨在使学生掌握Python语言实现数据结构的方法,提高编程能力和解决问题的能力。
学生特点:学生具备一定的Python编程基础,具有较强的逻辑思维能力,对数据结构有一定的了解。
教学要求:结合实际案例,采用任务驱动法,引导学生通过实践掌握数据结构的基本原理和应用方法。
注重培养学生的动手能力和团队协作精神,提高学生的综合素质。
通过本课程的学习,使学生能够具备独立设计和实现小型项目的能力。
二、教学内容1. 数据结构基本概念:介绍数据结构的概念、作用和分类,结合Python语言特点,分析各类数据结构在实际应用中的优势。
- 列表、元组、字典和集合的原理与应用- 栈与队列的操作原理及实现2. 线性表:讲解线性表的概念,重点掌握顺序表和链表的操作方法。
- 顺序表和链表的实现及操作- 线性表的查找和排序算法3. 树与二叉树:介绍树的基本概念,重点讲解二叉树的结构及其遍历算法。
- 树的基本概念和表示方法- 二叉树的性质、存储结构、遍历方法4. 图:讲解图的基本概念,掌握图的存储结构及遍历方法。
- 图的基本概念和表示方法- 图的遍历算法(深度优先搜索、广度优先搜索)- 最短路径和最小生成树算法5. 算法分析与设计:结合实例,分析算法性能,掌握基本的算法设计方法。
数据结构课程设计1. 引言数据结构是计算机科学中非常重要的一门课程,它研究将数据组织和存储在计算机中的方法。
为了更好地掌握数据结构的理论知识和实践能力,本课程设计将帮助学生深入了解和应用各种常见的数据结构。
2. 课程设计目标本课程设计的主要目标是帮助学生掌握以下内容:- 理解不同数据结构的特点和适用场景;- 掌握常见数据结构的实现原理和相关算法;- 能够灵活运用数据结构解决实际问题;- 培养学生的编程能力和问题解决能力。
3. 课程设计内容3.1 线性数据结构线性数据结构是数据元素之间存在一对一关系的数据结构,包括数组、链表、队列和栈等。
学生需要通过实例讲解和编程实践来理解它们的概念和实现方法,例如使用数组实现队列和栈等。
3.2 树形数据结构树形数据结构是一种重要的非线性数据结构,包括二叉树、二叉搜索树、堆和哈希表等。
学生需要学习树的基本概念、遍历算法和相关实现方式,如平衡二叉树的调整和哈希函数的设计等。
3.3 图形数据结构图形数据结构是由节点和边组成的复杂数据结构,包括有向图和无向图等。
学生需要了解图的基本概念、图的遍历算法和最短路径算法等。
通过编程实践,学生可以实现常见的图算法,如深度优先搜索和广度优先搜索等。
4. 课程设计实践4.1 编程作业学生将通过完成一系列编程作业来应用所学的数据结构知识。
每个作业都与实际问题密切相关,例如实现一个通讯录管理系统,利用二叉搜索树实现一个字典等。
通过这些作业,学生将深入理解数据结构的应用和实现。
4.2 小组项目学生将分组进行一个小组项目,用于解决一个与数据结构相关的实际问题。
例如,通过利用图算法实现地图导航系统,或者使用哈希表进行文本搜索和替换等。
这些项目将要求学生合作解决问题,提高他们的团队合作能力和创新能力。
5. 课程设计评估为了评估学生对数据结构的掌握程度,将进行以下评估方式:- 编程作业的完成情况和代码质量;- 小组项目的展示和实际应用效果;- 期末考试,包括理论知识和问题解决能力的考察。
数据结构刘畅课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解数据结构的基本概念,掌握线性表、栈、队列、树等常见数据结构的特点和应用场景。
2. 学会分析不同数据结构在解决实际问题中的效率,并能选择合适的数据结构进行问题求解。
3. 掌握排序和查找算法的基本原理,学会运用算法优化程序性能。
技能目标:1. 能够运用所学数据结构知识,设计并实现小型程序,解决实际问题。
2. 培养良好的编程习惯,提高代码编写和调试能力。
3. 培养学生团队协作和沟通能力,学会在项目中分工合作,共同解决问题。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对数据结构学习的兴趣,激发学生主动探索的精神。
2. 培养学生面对复杂问题时,保持耐心、细心的态度,勇于克服困难。
3. 培养学生具备良好的信息素养,认识到数据结构在信息技术领域的重要性。
本课程针对高中年级学生,结合数据结构刘畅课程内容,注重理论与实践相结合,旨在提高学生的编程能力和解决问题的能力。
课程目标具体、可衡量,便于教师进行教学设计和评估。
通过本课程的学习,使学生能够在实际编程中灵活运用数据结构知识,为后续计算机专业课程打下坚实基础。
二、教学内容本课程教学内容紧密结合课程目标,依据教材《数据结构》刘畅版,主要包括以下章节:1. 数据结构概述:介绍数据结构的基本概念、作用和分类,为后续学习打下基础。
- 线性表、栈、队列:分析线性表的实现方式,讲解栈和队列的应用场景及操作方法。
- 树、二叉树:探讨树和二叉树的结构特点,掌握二叉树的遍历算法。
2. 算法设计与分析:学习算法设计的基本原则,分析常见算法的时间复杂度和空间复杂度。
- 排序算法:学习冒泡排序、选择排序、插入排序等常见排序算法,分析其优缺点。
- 查找算法:介绍顺序查找、二分查找等查找方法,并分析其效率。
3. 数据结构应用:结合实际案例,运用所学知识解决实际问题。
- 程序设计与实现:培养学生编写结构清晰、高效运行的程序。
- 项目实践:分组进行项目实践,锻炼学生团队协作能力和实际操作能力。
数据结构课程设计目录及正文一、课程设计目的数据结构是计算机科学中的一门重要基础课程,通过课程设计,旨在让学生更深入地理解和掌握数据结构的基本概念、原理和算法,并能够将其应用到实际问题的解决中。
培养学生的问题分析能力、算法设计能力、程序编写能力和调试能力,提高学生的综合素质和创新能力。
二、课程设计要求1、学生需独立完成课程设计任务,不得抄袭他人成果。
2、课程设计应具有清晰的结构和良好的可读性,代码规范,注释详细。
3、选择合适的数据结构和算法解决给定的问题,并对算法的时间复杂度和空间复杂度进行分析。
4、完成课程设计报告,包括问题描述、算法设计、程序实现、测试结果和总结等内容。
三、课程设计题目1、图书管理系统实现图书的添加、删除、查询、修改等功能。
按照图书的分类、作者、书名等进行排序和查找。
2、学生成绩管理系统录入学生的成绩信息,包括学号、姓名、课程名称、成绩等。
计算学生的平均成绩、总成绩,并按照成绩进行排序。
3、公交线路查询系统建立公交线路的网络模型。
实现站点之间的最短路径查询和换乘方案查询。
4、停车场管理系统模拟停车场的车辆进出管理。
计算停车费用,显示停车场的当前状态。
四、课程设计目录1、引言2、需求分析问题描述功能需求数据需求性能需求3、总体设计系统架构模块划分数据结构设计4、详细设计模块功能描述算法设计界面设计5、编码实现代码框架关键代码实现6、测试与调试测试用例测试结果调试过程7、总结课程设计的收获遇到的问题及解决方法对数据结构课程的进一步理解8、参考文献9、附录源程序代码五、正文内容(一)引言随着信息技术的不断发展,计算机在各个领域的应用越来越广泛。
数据结构作为计算机科学的重要基础,对于提高程序的效率和质量起着至关重要的作用。
本次课程设计旨在通过实际项目的开发,让学生将所学的数据结构知识运用到实践中,提高解决实际问题的能力。
(二)需求分析1、问题描述以图书管理系统为例,系统需要对图书馆中的图书进行有效的管理,包括图书的基本信息(书名、作者、出版社、出版日期、ISBN 号等)、图书的库存数量、借阅状态等。
《数据结构》课程设计一、课程目标《数据结构》课程旨在帮助学生掌握计算机科学中基础的数据组织、管理和处理方法,培养其运用数据结构解决实际问题的能力。
课程目标如下:1. 知识目标:(1)理解基本数据结构的概念、原理和应用,如线性表、栈、队列、树、图等;(2)掌握常见算法的设计和分析方法,如排序、查找、递归、贪心、分治等;(3)了解数据结构在实际应用中的使用,如操作系统、数据库、编译器等。
2. 技能目标:(1)能够运用所学数据结构解决实际问题,具备良好的编程实践能力;(2)掌握算法分析方法,能够评价算法优劣,进行算法优化;(3)能够运用数据结构进行问题建模,提高问题解决效率。
3. 情感态度价值观目标:(1)激发学生对计算机科学的兴趣,培养其探索精神和创新意识;(2)培养学生团队合作意识,学会与他人共同解决问题;(3)增强学生的责任感和使命感,使其认识到数据结构在信息技术发展中的重要性。
本课程针对高中年级学生,结合学科特点和教学要求,将目标分解为具体的学习成果,为后续教学设计和评估提供依据。
课程注重理论与实践相结合,旨在提高学生的知识水平、技能素养和情感态度价值观。
二、教学内容《数据结构》教学内容依据课程目标进行选择和组织,确保科学性和系统性。
主要包括以下部分:1. 线性表:- 线性表的定义、特点和基本操作;- 顺序存储结构、链式存储结构及其应用;- 线性表的相关算法,如插入、删除、查找等。
2. 栈和队列:- 栈和队列的定义、特点及基本操作;- 栈和队列的存储结构及其应用;- 栈和队列相关算法,如进制转换、括号匹配等。
3. 树和二叉树:- 树的定义、基本术语和性质;- 二叉树的定义、性质、存储结构及遍历算法;- 线索二叉树、哈夫曼树及其应用。
4. 图:- 图的定义、基本术语和存储结构;- 图的遍历算法,如深度优先搜索、广度优先搜索;- 最短路径、最小生成树等算法。
5. 排序和查找:- 常见排序算法,如冒泡、选择、插入、快速等;- 常见查找算法,如顺序、二分、哈希等。
《数据结构》课程设计报告一、课程目标《数据结构》课程旨在帮助学生掌握计算机科学中数据结构的基本概念、原理及实现方法,培养其运用数据结构解决实际问题的能力。
本课程目标如下:1. 知识目标:(1)理解数据结构的基本概念,包括线性表、栈、队列、串、数组、树、图等;(2)掌握各类数据结构的存储表示和实现方法;(3)了解常见算法的时间复杂度和空间复杂度分析;(4)掌握排序和查找算法的基本原理和实现。
2. 技能目标:(1)能够运用所学数据结构解决实际问题,如实现字符串匹配、图的遍历等;(2)具备分析算法性能的能力,能够根据实际问题选择合适的算法和数据结构;(3)具备一定的编程能力,能够用编程语言实现各类数据结构和算法。
3. 情感态度价值观目标:(1)培养学生对计算机科学的兴趣,激发其探索精神;(2)培养学生团队合作意识,提高沟通与协作能力;(3)培养学生面对问题勇于挑战、善于分析、解决问题的能力;(4)引导学生认识到数据结构在计算机科学中的重要地位,激发其学习后续课程的兴趣。
本课程针对高年级学生,课程性质为专业核心课。
结合学生特点,课程目标注重理论与实践相结合,强调培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。
在教学过程中,教师需关注学生的个体差异,因材施教,确保课程目标的达成。
通过本课程的学习,学生将具备扎实的数据结构基础,为后续相关课程学习和职业发展奠定基础。
二、教学内容根据课程目标,教学内容主要包括以下几部分:1. 数据结构基本概念:线性表、栈、队列、串、数组、树、图等;教学大纲:第1章 数据结构概述,第2章 线性表,第3章 栈和队列,第4章 串。
2. 数据结构的存储表示和实现方法:教学大纲:第5章 数组和广义表,第6章 树和二叉树,第7章 图。
3. 常见算法的时间复杂度和空间复杂度分析:教学大纲:第8章 算法分析基础。
4. 排序和查找算法:教学大纲:第9章 排序,第10章 查找。
教学内容安排和进度如下:1. 第1-4章,共计12课时,了解基本概念,学会使用线性表、栈、队列等解决简单问题;2. 第5-7章,共计18课时,学习数据结构的存储表示和实现方法,掌握树、图等复杂结构;3. 第8章,共计6课时,学习算法分析基础,能对常见算法进行时间复杂度和空间复杂度分析;4. 第9-10章,共计12课时,学习排序和查找算法,掌握各类算法的实现和应用。
数据结构课程设计引言:数据结构是计算机科学中非常重要的一门课程,它涉及到如何组织和存储数据以及如何有效地操作和管理数据。
课程设计是学生在学习数据结构课程时的一项重要任务,通过设计和实现具体的数据结构,可以匡助学生更好地理解和掌握数据结构的概念和应用。
本文将详细介绍一个数据结构课程设计的步骤和要求,匡助学生顺利完成这一任务。
一、任务描述:本次数据结构课程设计的任务是设计和实现一个简单的图书管理系统。
该系统需要具备以下功能:1. 添加图书:能够添加新的图书信息,包括书名、作者、出版社、出版日期等;2. 删除图书:能够根据书名或者其他关键字删除指定的图书信息;3. 修改图书信息:能够根据书名或者其他关键字修改指定的图书信息;4. 查询图书:能够根据书名、作者、出版社等关键字查询图书信息,并能够按照指定的排序方式展示查询结果;5. 显示图书列表:能够以列表的形式展示当前系统中的所有图书信息;6. 存储和读取数据:能够将图书信息存储到文件中,并能够从文件中读取已保存的图书信息。
二、设计步骤:1. 确定数据结构:首先需要确定合适的数据结构来存储图书信息。
在这个任务中,可以使用链表或者数组来存储图书信息,每一个节点或者元素代表一本图书,包含书名、作者、出版社等属性。
此外,还需要考虑如何存储和读取数据,可以使用文件来进行持久化存储。
2. 实现基本功能:根据任务描述中的要求,逐步实现添加图书、删除图书、修改图书信息、查询图书等基本功能。
可以使用适当的算法和数据结构来实现这些功能,例如使用遍历来查询和删除图书。
3. 实现高级功能:在基本功能实现的基础上,可以考虑实现一些高级功能,例如按照指定的排序方式展示查询结果、显示图书列表等。
这些功能可以通过排序算法和适当的数据结构来实现,例如使用快速排序来对查询结果进行排序。
4. 进行测试和调试:在完成系统的设计和实现后,需要进行充分的测试和调试,确保系统能够正常运行并满足任务描述中的要求。
攀枝花学院学生课程设计(论文)题目:约瑟夫(Joseph)环问题学生姓名:化宝峰学号:200710801016所在院(系):计算机学院专业:计算机科学与技术班级: 2007级(1)班指导教师:陈尧职称:助教2009年12月22日攀枝花学院教务处制攀枝花学院本科学生课程设计任务书注:任务书由指导教师填写。
课程设计(论文)指导教师成绩评定表摘要数据结构这门课程就是研究数据元素之间的逻辑关系,数据元素及其关系在计算机中的存储表示,以及对这些数据所施加的运算。
约瑟夫(Joseph)环问题处理所使用的数据结构为单循环链表的数据结构,相关的模块主要涉及链表的存储结构及各种操作的算法实现。
循环链表是一种首尾相接链表,其特点是无需增加存储量,仅对表的链接方式稍作改变,即可使表处理更加方便灵活。
有些实际问题更适合用循环链表处理,约瑟夫(Joseph)环问题就是一个实例。
通过这个设计实例,了解单链表和单循环链表的相同与不同之处,进一步加深对链表结构类型及链表操作等概念的理解。
约瑟夫(Joseph)环问题作为数据结构的课程设计,应充分考虑其实用性和合理性。
将算法设计用VC++6.0软件编程实现,最后调试成功。
关键词约瑟夫环,循环链表,数据域,指针域,结点1 方案设计1.1 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。
1.2 方案设计思想:为了解决这一问题,可以用单循环链表来解决这一问题,实现的方法相对要简单得多。
首先定义链表结点如下:typedef struct Node{int no; //结点的编号int password; //这个编号所拥有的密码struct Node *next; //这个结点的后继,即指针域}Node, *LinkList;接下来从位置为1的结点开始报数,数到第m个结点,将当前结点的密码赋给m,形成新的密码,并且将当前结点从循环链表中删除即可。
如此进行下去,直到输出n个结点为止。
根据数据结构及程序设计的分模块设计思想,将程序划分成5个函数模块,下面即分别就每个模块进行设计。
1.2.1 根据给定参数建立单循环链表根据给定总人数n建立单循环链表,新开辟结点,并利用在表尾插入新结点的方法(后插法)进行结点的插入,有n个结点后,将表尾和表头利用指针相连,即可构成循环链表1.2.2 根据给定参数输出出列顺序到屏幕上可利用执行n次的外层循环内层嵌套m次循环的方法来构成。
外层设置循环n 次,即只有n个结点,输出n个结点的出列顺序即可,而内层中,要根据出列的结点的密码更新m的值,因此在删除结点时要注意,必须将密码保存。
1.2.3 将出列顺序写到指定文件中写顺序到文件函数和输出顺序到屏幕上的函数基本类似,需要添加一个文件指针,将相关信息写到指定文件中即可。
至于循环的设置和将顺序输出到屏幕上的函数的循环设置时一样的,由两层循环构成,外层控制次数,内层控制密码的更新。
1.2.4 菜单选择模块在此函数中,需要输出函数能提供的相关功能,并利用能输入的字符提示,输入有效的选项,进行功能选择:1.在屏幕上输出顺序;2.将顺序写到文件中;3.退出程序。
1.2.5 主函数模块在主函数中,要根据菜单函数的返回值来选择不同的函数,进行功能执行,调用相关的函数来完成指定的功能。
当返回值是1或者2的时,程序还可以再次得到执行,执行相应功能。
而当返回值是3时,则退出程序,程序正常结束。
2 算法设计2.1 建立单循环链表函数流程图2.2 输出出列顺序到屏幕的函数流程图2.3 出列顺序写到文件的函数流程图2.4 菜单选择函数流程图2.5 主函数流程图3 详细设计3.1 链表建立函数代码void CreatLinkList(LinkList *L, int n) //链表建立函数{Node *p, *q; //定义结点指针int i; //定义变量i(*L) = (LinkList)malloc(sizeof(Node));if ((*L) == NULL){printf("程序出错,退出!"); //输出出错信息exit(1); //退出程序运行}p = (*L); //将p指针指向链表头printf("请输入第1个元素的密码:");scanf("%d",&(p->password)); //输入第一个结点的密码p->no = 1; //将第一个结点编号为1for (i = 2; i <= n; i++) //从第二个到第n个结点执行循环{q = (LinkList)malloc(sizeof(Node));//开辟新结点赋给qif (q == NULL){printf("程序出错,退出!");exit(1); //遇到错误,退出程序}printf("\n请输入第%d个元素的密码:",i);//输出提示信息scanf("%d",&(q->password)); //输入第i个结点的密码q->no = i; //将此结点编号为第i个p->next = q; //q指向p的后继结点p = q; //将q赋给p,即成功插入一个结点}p->next = (*L); //最后一个结点的后继是表头结点,即构成循环链表}3.2 输出函数代码void Output(LinkList *L, int m, int n) //输出出列顺序到屏幕的函数{Node *p, *q; //定义结点指针int i = 1; //给变量i赋初值1p = (*L); //p指向链表头printf("出列顺序为:");while (n) //当n非零时执行循环{while (i != m) //当i不等于密码m时执行循环{q = p;p = p->next; //p指针向后移动一个i++; //变量i加一}printf("%-3d",p->no); //输出结点编号到屏幕m = p->password; //将当前结点的密码赋给m,形成新的密码q->next = p->next; //p、q指针同时向后移动一个结点free(p); //释放p结点p = q->next; //将 q的后继赋给pi = 1; //将变量i置1n--; //变量n减一}printf("\n"); //输出换行符}3.3 写到文件中函数代码void WriteToText(LinkList *L, int m, int n)//写顺序到文件函数{Node *p, *q; //定义结点指针int i = 1; //给变量i赋初值1FILE *fp; //定义文件指针fpchar filename[20];printf("\t\t\t写出队顺序到指定文件中!\n");printf("\t\t\t输入文件名:");scanf("\t\t\t%s",filename); //输入要写入的文件名if((fp=fopen(filename,"w"))==NULL){printf("\t\t\t打开文件失败!\n"); //输出文件打开失败信息system("pause");return;}p=(*L); // p指向链表头fprintf(fp,"总人数为:%d\n",n); //向文件中写入总人数nfprintf(fp,"第一个报号的上限为:%d\n",m);//向文件中写入第一个上限m fprintf(fp,"出列顺序为:\n");while(n) //当 n非零是执行循环{while(i!=m) //当i不等于m时执行循环{q = p;p = p->next; // p指针向后移动一个i++; //变量i加一}fprintf(fp,"%-3d",p->no); //向文件中写入此结点的编号m = p->password; //将当前结点的密码赋给m,形成新密码q->next = p->next; // p、q指针同时向后移动一个结点free(p); //释放p结点p = q->next; //将 q的后继赋给pi = 1; //将变量i置1n--; //变量n减一}fclose(fp); //关闭文件printf("写文件成功!\n");}3.4 菜单选择函数代码int menu_select() //选择菜单函数{char c;do {system("cls"); //输出相关信息,进行功能选择printf("\t\t*****约瑟夫环问题(数据结构课程设计)*****\n");printf("\t\t* | 1. 在屏幕上输出出列顺序! |\n");printf("\t\t* | 2. 将序列写到文件中! |\n");printf("\t\t* | 3. 退出! |\n");printf("\t\t**************07计本化宝峰**************\n");printf("\t\t\t请选择(1-3):"); //输出选择提示信息c=getchar(); //输入字符}while(c<'1'||c>'3'); //当c 为无效字符时重新输入return(c-'0'); //返回一个功能编号的整数值}3.5 主函数代码void main() //主函数{ LinkList L; //定义链表Lint n, m; //定义整形变量n、mfor(;;) //执行无限循环{switch(menu_select()) //调用菜单函数,返回选项,进//入switch函数部分{case 1: //当菜单返回1时,提示输出相关信息printf("\t\t\t输入相关数据!\n");printf("\t\t\t请输入人数:");scanf("%d", &n); //输入总人数ngetchar();CreatLinkList(&L, n);//调用建立链表函数,建立链表printf("\t\t\t请输入第一个报号的上限:");scanf("%d",&m); //输入上限mOutput(&L, m, n); //调用输出函数,进行输出system("pause");break;case 2: //当菜单返回2时,提示输出相关信息printf("\t\t\t将序列写到文件中\n");printf("\t\t\t输入相关数据!\n");printf("\t\t\t请输入人数:");scanf("%d", &n); //输入总人数ngetchar();CreatLinkList(&L, n);//调用建立链表函数,建立链表printf("\t\t\t请输入第一个报号的上限:");scanf("%d",&m); //输入上限mWriteToText(&L, m, n);//调用写顺序到文件函数,进行写printf("\t\t\t");system("pause");break;case 3: //当菜单返回3时2,准备结束程序printf("\t\t\t工作结束,谢谢使用!\n");printf("\t\t\t");system("pause");exit(0); //正常退出程序}}}4 调试分析本程序的测试软件为VC++6.0软件。