1.1实验步骤
随着计算机性能的提高，它所面临的软件开发的复杂度也日趋增加，因此软件开发需要系统的方法。一种常用的软件开发方法，是将软件开发过程分为分析、设计、实现和维护四个阶段。虽然数据结构课程中的实习题的复杂度远不如实际中真正的软件系统，但为了培养一个软件工作者所应具备的科学工作的方法和作风，我们制订了如下所述完成实验的5个步骤：
1、问题分析和任务定义
通常，实验题目的陈述比较简洁，或者说有模棱两可的含义。因此，在进行设计之前，首先应该充分地分析和理解问题，明确问题要求做什么，限制条件是什么，解决问题的关键是什么。注意：本步骤强调的是做什么，而不是怎么做。对问题的描述应避开算法和所涉及的数据类型，而是对所需完成的任务作出明确的回答。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、值的范围及输出的形式；若是会话式的输入，则结束标志是什么，是否接受非法的输入，对非法输入的回答方式是什么等等。这一步还应该为调试程序准备好测试数据，包括合法的输入数据和非法形式输入的数据。
2．数据类型和算法设计
在设计这一步骤中需分概要设计和详细设计两步实现。概要设计指的是，对问题分析中提出的解决问题的关键点进行进一步阐述，提出问题的解决方案（算法思想）；详细设计中首先对概要设计中涉及的操作对象定义相应的数据类型，并在具体的存储结构下描述关键问题解决过程；同时要综合考虑程序功能，按照以数据结构为中心的原则划分模块，说明各模块的功能，画出模块之间的调用关系图，模块的划分和调用应使得程序结构清晰、合理、简单和易于调试。详细设汁的结果是对数据结构和基本操作的规格说明作出进一步的求精，定义相应的存储结构并写出各过程和函数的伪码算法。在求精的过程中，应尽量避免陷入语言细节，不必过早表述辅助数据结构和局部变量。
3．编码实现和静态检查
编码是把详细设计的结果进一步求精为程序设计语言程序。如何编写程序才能较快地完成调试是特别要注意的问题。程序的每行不要超过60个字符。每个过程（函数）体一般不要超过40行，最长不得超过60行，否则应该分割成较小的过程（函数）。要控制if语句连续嵌套的深度，分支过多时应考虑使用switch语句。对函数功能和重要变量进行注释。一定要按格式书写程序，分清每条语句的层次，对齐括号，这样便于发现语法错误。
在上机之前，应该用笔在纸上写出详细的程序编码，并做认真地静态检查。多数初学者在编好程序后处于以下两种状态之一：一种是对自己的“精心作品”的正确性确信不疑；另一种是认为上机前的任务已经完成，纠查错误是上机的工作。这两种态度是极为有害的。对一般的程序设计者而言，当编写的程序长度超过50行时，通常会含有语法错误或逻辑错误。上机动态调试决不能代替静态检查，否则调试效率将是极低的。静态检查主要有两种方法，一是用一组测试数据手工执行程序（通常应先检查单个模块）；二是通过阅读或给别人讲解自己的程序而深入全面地理解程序逻辑，在这个过程中再加入一些注解。
4．上机准备和上机调试
上机准备包括以下几个方面：
（1）熟悉C语言用户手册或程序设计指导书。
（2）注意Turbo C、VC与标准C语言之间的细微差别。
（3）熟悉机器的操作系统和语言集成环境的用户手册，尤其是最常用的命令操作，以便顺利进行上机的基本活动。
（4）掌握调试工具，考虑调试方案，设计测试数据并手工得出正确结果。“磨刀不误砍柴工”。学生应该熟练运用高级语言的单步调试和程序调试器DEBUG调试程序。
上机调试程序时要带一本高级语言教材或手册。调试最好分模块进行，自底向上，即先调试低层过程或函数。必要时可以另写一个调用驱动程序。这种表面上麻烦的工作实际上可以大大降低调试所面临的复杂性，提高调试工作效率。
在调试过程中可以不断借助DEBUG的各种功能，提高调试效率。调试中遇到的各种异常现象往往是预料不到的，此时不应“苦思冥想”，而应借助系统提供的调试工具确定错误。调试正确后，认真整理源程序及其注释，打印出带有完整注释的且格式良好的源程序清单和结果。
5．总结和整理实验报告
实验报告是一份体现实验者设计和实验思路的技术性文档，应该做到语言流畅、思路清晰、逻辑合理。本书1.2、1.3节分别给出实验报告文档的书写规范及示例。
1.2实验报告(文档)书写规范
实验报告（文档）应包括以下7个方面的内容：
1、问题分析
根据对实验任务的理解，以无歧义的陈述说明程序设计的任务，强调的是程序要做什么。指出解决问题的关键步骤，如果问题复杂，应将问题分解成若干个子问题。明确规定：（1）本实验的任务以及程序所能达到的功能；
（2）完成该任务需要解决的关键问题；
（3）程序设计中输入数据的类型、形式及输入值的范围；
（4）设置测试数据：包括正确的输入及预计的输出结果和含有错误的输入及预计输出结果。
2．概要设计
针对问题分析中提出的关键问题进行分析（可以列举实例进行分析），从而总结出关键问题的解决思路，给出解决关键问题的算法思想。
说明本程序中用到的所有程序模块、各程序模块之间的层次(调用)关系以及主程序的流程，各程序模块使用中文名称即可。
3．详细设计
根据概要设计中提出的关键问题的解决思路，设计本程序中用到的所有数据结构，要求做到：
（1）在所设计的数据结构下分析关键问题的具体解决方案和步骤，给出相应的用类C 语言描述的算法；
（2）分析设计程序中需要用到的变量、全局变量及其数据类型定义；
（3）设计程序中的所有模块（自定义函数和主函数），通过分析定义函数的类型、描述函数参数、说明函数名称，并给出相应类C语言描述的算法(类C语言算法达到的详细程度建议为：按照该算法可以直接写出高级程序设计语言程序)；
（4）画出函数和过程的调用关系图。
4．调试分析
程序调试主要实现程序的语法错误检查和功能性错误检查。调试最好分模块进行，自底向上，即先调试低层过程或函数。在实验报告中应有如下内容：
（1）记录调试过程中遇到的问题及其解决方案，如果由此反映出程序设计的不足，应对设计与实现进行回顾讨论和分析，并修正；
（2）算法的时空分析(包括基本操作和其他算法的时间复杂度和空间复杂度的分析)和改进设想；
（3）经验和体会等。
5．用户使用说明
说明如何使用你编写的程序，详细列出每一步的操作步骤。
6．测试结果
将程序的测试结果截图，展示出你的测试过程和结果，包括输入和输出。这里的测试数据应该完整和严格，最好多于问题分析中所列。
7．附录
带注释的源程序。如果提交源程序电子档，可以只列出程序文件名的清单。
值得注意的是，实验报告文档的前三部分要在程序开发的过程中逐渐充实形成，而不是最后补写。
1.3 实验报告示例
本书提供了一个完整的实验报告示例。计算机学科在不断发展，可以使用的语言工具越来越丰富，在本书中的实验示例是应用面向过程的语言进行设计和编程，同样的实验题，也可以用面向对象的语言来实现。希望实验报告示例能起到一个抛砖引玉的作用，以引来大家更多更优良的设计范例。
实验题目：编写算法实现单链表的插入操作。
1．问题分析
本程序要求实现在单链表中的插入操作。
要完成该实验任务，必须完成如下4个子任务：
①建立一个单链表；
②在给定单链表的给定位置上插入给定的元素；
③输出单链表中的元素，以验证建立单链表以及插入操作的正确性；
④设计主函数，完成以上功能。
为简单起见，本次实验任务的单链表中的所有节点均设计为普通整型，即输入数据为普通整型。
测试数据设计为如下几种情况：
①在非空单链表的某正确位置插入一个元素。如：若链表的长度为5，在第1、第3、第5、第6个位置分别插入一个元素。
②在非空单链表的某不正确位置插入一个元素。如：若链表的长度为5，在第0、第7个位置分别插入一个元素。
③在空链表中的某位置插入一个元素。如：在第1、第3个位置分别插入一个元素。2．概要设计
1）为了实现上述程序功能，需要：①构造一个空的单链表L；②将元素e插入到单链表L的给定位置；③将单链表L中给定位置的元素删除；④在单链表L中查找元素e是否存在，若存在，返回元素在表中的位置；若不存在，返回-1；⑤在屏幕上显示操作菜单。
2）本程序包含7个函数：
①主函数main()
②初始化单链表函数InitLinkList()
③显示操作菜单函数menu()
④显示单链表内容函数dispLinkList()
⑤插入元素函数InsLinkList()
⑥删除元素函数DelLinkList()
⑦查找元素函数LocLinkList()
各函数间关系如下：
4．详细设计
实现概要设计中定义的所有的数据类型，对每个操作给出伪码算法。对主程序和其他模块也都需要写出伪码算法。
1) 结点类型和指针类型
typedef struct node {
int data;
struct node *next;
}Node,*LinkListl;
2) 单链表的基本操作
为了方便，在单链表中设头结点，其data域没有意义。
bool InitLinkList(LinkList &L)
（伪码算法）
void DispLinkList(LinkList L)
（伪码算法）
void menu()
（伪码算法）
bool InsLinkList(LinkList &L,int pos,int e)
（伪码算法）
bool DelLinkList(LinkList &L,int pos,int &e)
（伪码算法）
int LocLinkList(LinkList L,int e)
（伪码算法）
3) 其他模块伪码算法
5．调试分析
(略)
6．使用说明
程序名为LinkList.exe，运行环境为DOS。程序执行后显示
========================
0----EXIT
1----INSERT
2----DELETE
3----LOCATE
=======================
SELECT:
在select后输入数字选择执行不同的功能。要求首先输入足够多的插入元素，才可以进行其他的操作。每执行一次功能，就会显示执行的结果（正确或错误）以及执行后单链表的内容。
选择0：退出程序
选择1：显示“INSERT pos,e =” ，
要求输入要插入的位置和元素的值（都是整数）。
选择2：显示“DELETE pos =” ，
要求输入要删除元素的位置，执行成功后返回元素的值。
选择3：显示“LOCATE e = ” ，
要求输入要查找元素的值，执行成功后返回元素在表中的位置
7．测试结果
1）建立单链表：
?选择1，分别输入（0，11），（0，12），（0，13），（0，14）（0，15）。得到单链表（15，14，13，12，11）
2）插入：
?选择1输入（1，100），得到单链表（15，100，14，13，12，11）
?选择1输入（-1，2），显示输入错误
?选择1输入（7，2），显示输入错误
?选择1输入（6，2），得到单链表（15，100，14，13，12，11，2）
3）删除：
?选择2，输入1。返回e=100，得到单链表（15，14，13，12，11，2）
?选择2，输入0。返回e=15，得到单链表（14，13，12，11，2）
?选择2，输入4。返回e=2，得到单链表（14，13，12，11）
?选择2，输入5。返回输入错误
4）查找
?选择3，输入14。返回pos=0
?选择3，输入100。返回输入错误
实验一 C语言相关知识实验
【实验目的】
复习C语言程序设计的相关知识，熟悉并掌握指针、函数、文件等相关操作。
【实验背景】
一、数据类型
C语言中数据类型丰富，系统提供的基本数据类型有整型、实型、字符型，用户可直接使用关键字来定义该类型的变量；如：int a,b; double x, y。C语言还提供的构造类型，用户可以根据需要，由基本类型数据按一定规则构造而成；如：数组、结构体类型等。此外，C 语言还提供了灵活的指针类型。
1、指针类型与指针变量
“指针”是Ｃ语言中广泛使用的一种数据类型，运用“指针”编程是Ｃ语言最主要的风
格之一。所谓“指针”就是变量的地址，一个变量的地址称为该变量的指针。指针变量(内存单元)是存储指针(地址)的变量。
指针变量中存放的值是指针(即地址)。也就是用一个变量来存放另一个变量的地址，则这个变量就是“指针变量”。
在Ｃ语言中，允许用一个变量来存放指针，这种变量称为指针变量。在C语言中指针变量的定义和指针变量的引用格式如下：
指针变量的定义格式为：类型标识符*指针变量名；
指针变量的引用格式为：*指针变量名
如：int i=3 ,*p=&i; （定义一普通的整型变量i 和一指针变量p，同时将i的地址存放于指针变量p中）
int *p,i; //*表示定义的变量是指针变量
p=&i; *p=3; //*引用指针变量，表示p所指地址空间中存入数值3
2、结构类型与结构变量
在实际问题中，一组数据往往具有不同的数据类型。例如在学生登记表中，姓名应为字符型；学号可为整型或字符型；年龄应为整型；性别应为字符型；成绩可为整型或实型。我们可以这样定义一个结构体类型：
struct 结构体名
{成员列表};
如：struct student {
long number;
char name[20];
int age;
float score;};
struct student x；
struct student为结构类型符，x为该结构类型变量。
我们也可以定义结构体类型的指针：
struct 结构体名
{成员列表} 指针变量名;
如： struct student {
long number;
char name[20];
int age;
float score;} *stu;
而结构体成员的引用有多种方式，如：（*stu）.number、stu->age 等；其中“.”和“->”是成员运算符，可用它表示成员项。
为方便起见，用户可以自定义数据类型符：
typedef 类型符1 类型符2;
如：typedef struct student STU;
则STU即为该结构体类型符，可以定义该类型的变量和指针：
STU x, *stu；
二、函数
函数是C语言的基本单位，用它来实现特定的功能。一个C语言程序至少包含一个函数（main函数），也可以包含一个main函数和若干个其它函数。
函数由说明部分和函数体构成。函数的说明部分包括函数名、函数类型、函数形参名、
形参类型。函数体包括变量定义和执行语句。
函数之间可以互相调用（main函数不可被调用），被调用的函数可以是系统提供的库函数，也可以是用户自定义的函数。函数调用还包括嵌套调用和递归调用。
1、库函数
C语言为用户提供了大量的库函数，例：abs( ), printf( ), malloc( ), free()等等。
2、自定义函数
函数类型函数名（[形参列表]）
{变量说明
执行语句}
如：int max(int x,int y) {
int z;
z=x>y?x:y;
return(z);
}
3、函数的调用
函数调用时，被调用的函数应是先声明，再调用。函数的调用形式为：
函数名（实参列表）
函数在函数定义及函数说明时使用的参数，称为形式参数(简称为形参)。在函数调用时也必须给出的参数，称为实际参数(简称为实参)。进行函数调用时，主调函数将把实参的值传送给形参，供被调函数使用。实参和形参在数量上、类型上、顺序上应严格一致，否则会发生“类型不匹配”的错误。
三、文件操作
计算机系统中文件有许多形式。例如源程序文件、目标文件、可执行文件、头文件、库文件、压缩文件、多媒体文件等等都是文件的不同形式。计算机文件通常是以二进制形式、以一定的格式存放在外部介质(如磁盘等)上的，在使用时才调入内存中来。
对于源程序文件、目标文件、可执行程序可以称作程序文件；文件也可以是一组待输入处理的原始数据，或者是一组输出数据，对输入输出数据可称作数据文件。另外，通常把显示器定义为标准输出文件，把键盘定义为标准输入文件。一般情况下在屏幕上显示有关信息就是向标准输出文件输出。
C语言的文件操作函数主要有：字符串读写函数fgets和fputs，数据块读写函数freed 和fwrite，格式化读写函数fscanf和fprinf，移动文件内部指针函数rewind和fseek函数，文件检测函数feof，ferror和clearerr函数等等。
【实验任务】
1、程序填空有5个学生，每个学生有3门课的成绩，从键盘输入以上数据(包括学生号、姓名、3门课成绩)，并存放在磁盘文件stud中。
#include
#define SIZE 5
struct student {
long num;
char name[10];
float score[3];
} stu[SIZE];
void save( ) {
FILE *fp; int i;
if( ){
printf("cannot open file\n");
return;
}
for( i=0; i if( fwrite( &stu[i], sizeof( struct student), 1, fp)!=1) printf("file write error\n"); fclose(fp); } main( ){ int i; for( i=0; i scanf("%ld%s%f%f%f",&stu[i].num,stu[i].name,&stu[i].score[0],&stu[i].score[1], &stu[i].score[2]); save( ); } 设5名学生的学号、姓名和3门课成绩如下： 99101 Wang 89，98，67.5 99103 Li 60，80，90 99106 Fun 75.5，91.5，99 99110 Ling 100，50，62.5 99113 Yuan 58，68，7l 在向文件stud写入数据后，应检查验证stud文件中的内容是否正确。 2、算法设计 （1）将上题stud文件中的学生数据，读出stud文件中的内容并计算平均分后按平均分由大到小进行排序处理，将已排序的学生数据存入到一个新文件stu_sort中。在向文件stu_sort 写入数据后，应检查验证stu_sort文件中的内容是否正确。 （2）用指向指针的指针的方法对n个整数排序并输出。要求将排序单独写成一个函数，n 和各整数在主函数中输入，最后在主函数中输出。 （3）编程求出10000以内的所有符合如下条件的数：其高位数字小于低位数字。如25，349，2468等，但32，845不符合条件。 （4）编程求出数列的所有升或降的最大子序列。如数列（1，20，30，12，3，5，7，4，6，100，11，8）的所有升或降的最大子序列如下： （1，20，30），（30，12，3），（3，5，7），（7，4），（4，6，100），（100，11，8） 实验2 查找算法的实现和应用?实验目的 1. 熟练掌握静态查找表的查找方法； 2. 熟练掌握动态查找表的查找方法; 3. 掌握hash表的技术. ?实验内容 1.用二分查找法对查找表进行查找； 2.建立二叉排序树并对该树进行查找； 3.确定hash函数及冲突处理方法，建立一个hash表并实现查找。 程序代码 #include cout<<"Not present!"; } return 0; } 结果 二叉排序树 #include 《数据结构课程实验》大纲 一、《数据结构课程实验》的地位与作用 “数据结构”是计算机专业一门重要的专业技术基础课程，是计算机专业的一门核心的关键性课程。本课程较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，介绍了常用的多种查找和排序技术，并做了性能分析和比较，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的难度： （1）内容丰富，学习量大，给学习带来困难； （2）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也是难点； （3）所用到的技术多，而在此之前的各门课程中所介绍的专业性知识又不多，因而加大了学习难度； （4）隐含在各部分的技术和方法丰富，也是学习的重点和难点。 根据《数据结构课程》课程本身的技术特性，设置《数据结构课程实验》实践环节十分重要。通过实验实践内容的训练，突出构造性思维训练的特征, 目的是提高学生组织数据及编写大型程序的能力。实验学时为18。 二、《数据结构课程实验》的目的和要求 不少学生在解答习题尤其是算法设计题时，觉得无从下手，做起来特别费劲。实验中的内容和教科书的内容是密切相关的，解决题目要求所需的各种技术大多可从教科书中找到，只不过其出现的形式呈多样化，因此需要仔细体会，在反复实践的过程中才能掌握。 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。 三、《数据结构课程实验》内容 课程实验共18学时，要求完成以下六个题目： 实习一约瑟夫环问题（2学时） 数据结构实验指导书 一、实验目的 《数据结构》是计算机学科一门重要的专业基础课程，也是计算机学科的一门核心课程。本课程较为系统地论述了软件设计中常用的数据结构以及相应的存储结构与实现算法，并做了相应的性能分析和比较，课程内容丰富，理论系统。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的难度： 1）理论艰深，方法灵活，给学习带来困难； 2）内容丰富，涉及的知识较多，学习有一定的难度； 3）侧重于知识的实际应用，要求学生有较好的思维以及较强的分析和解决问题的能力，因而加大了学习的难度； 根据《数据结构》课程本身的特性，通过实验实践内容的训练，突出构造性思维训练的特征，目的是提高学生分析问题，组织数据及设计大型软件的能力。 课程上机实验的目的，不仅仅是验证教材和讲课的内容，检查自己所编的程序是否正确，课程安排的上机实验的目的可以概括为如下几个方面： （1）加深对课堂讲授内容的理解 实验是对学生的一种全面综合训练。是与课堂听讲、自学和练习相辅相成的必不可少的一个教学环节。通常，实验题中的问题比平时的习题复杂得多，也更接近实际。实验着眼于原理与应用的结合点，使学生学会如何把书上学到的知识用于解决实际问题，培养软件工作所需要的动手能力；另一方面，能使书上的知识变" 活" ，起到深化理解和灵活掌握教学内容的目的。 不少学生在解答习题尤其是算法设计时，觉得无从下手。实验中的内容和教科书的内容是密切相关的，解决题目要求所需的各种技术大多可从教科书中找到，只不过其出 现的形式呈多样化，因此需要仔细体会，在反复实践的过程中才能掌握。 (2) 培养学生软件设计的综合能力 平时的练习较偏重于如何编写功能单一的" 小" 算法，而实验题是软件设计的综合训练，包括问题分析、总体结构设计、用户界面设计、程序设计基本技能和技巧，多人合作，以至一整套软件工作规范的训练和科学作风的培养。 通过实验使学生不仅能够深化理解教学内容，进一步提高灵活运用数据结构、算法和程序设计技术的能力，而且可以在需求分析、总体结构设计、算法设计、程序设计、上机操作及程序调试等基本技能方面受到综合训练。实验着眼于原理与应用的结合点，使学生学会如何把书本上和课堂上学到的知识用于解决实际问题，从而培养计算机软件工作所需要的动手能力。 (3) 熟悉程序开发环境，学习上机调试程序一个程序从编辑，编译，连接到运行，都要在一定的外部操作环境下才能进行。所谓" 环境" 就是所用的计算机系统硬件，软件条件，只有学会使用这些环境，才能进行 程序开发工作。通过上机实验，熟练地掌握程序的开发环境，为以后真正编写计算机程序解决实际问题打下基础。同时，在今后遇到其它开发环境时就会触类旁通，很快掌握新系统的使用。 完成程序的编写，决不意味着万事大吉。你认为万无一失的程序，实际上机运行时可能不断出现麻烦。如编译程序检测出一大堆语法错误。有时程序本身不存在语法错误，也能够顺利运行，但是运行结果显然是错误的。开发环境所提供的编译系统无法发现这种程序逻辑错误，只能靠自己的上机经验分析判断错误所在。程序的调试是一个技巧性很强的工作，尽快掌握程序调试方法是非常重要的。分析问题，选择算法，编好程序，只能说完成一半工作，另一半工作就是调试程序，运行程序并得到正确结果。 二、实验要求 常用的软件开发方法，是将软件开发过程划分为分析、设计、实现和维护四个阶段。虽然数据结构课程中的实验题目的远不如从实际问题中的复杂程度度高，但为了培养一个软件工作者所应具备的科学工作的方法和作风，也应遵循以下五个步骤来完成实验题目： 1) 问题分析和任务定义 在进行设计之前，首先应该充分地分析和理解问题，明确问题要求做什么?限制条件是什么。本步骤强调的是做什么?而不是怎么做。对问题的描述应避开算法和所涉及的数据类型，而是对所需完成的任务作出明确的回答。例如：输入数据的类型、值的范围以及输入的 数据结构实验报告 一．题目要求 1）编程实现二叉排序树，包括生成、插入，删除； 2）对二叉排序树进行先根、中根、和后根非递归遍历； 3）每次对树的修改操作和遍历操作的显示结果都需要在屏幕上用树的形状表示出来。 4）分别用二叉排序树和数组去存储一个班(50人以上)的成员信息(至少包括学号、姓名、成绩3项),对比查找效率，并说明在什么情况下二叉排序树效率高,为什么? 二．解决方案 对于前三个题目要求，我们用一个程序实现代码如下 #include 实验指导-数据结构B 附录综合实验 1、实验目的 本课程的目标之一是使得学生学会如何从问题出发，分析数据，构造求解问题的数据结构和算法，培养学生进行较复杂程序设计的能力。本课程实践性较强，为实现课程目标，要求学生完成一定数量的上机实验。从而一方面使得学生加深对课内所学的各种数据的逻辑结构、存储表示和运算的方法等基本内容的理解，学习如何运用所学的数据结构和算法知识解决应用问题的方法；另一方面，在程序设计方法、C语言编程环境以及程序的调试和测试等方面得到必要的训练。 2、实验基本要求： 1）学习使用自顶向下的分析方法，分析问题空间中存在哪些模块，明确这些模块之间的关系。 2）使用结构化的系统设计方法，将系统中存在的各个模块合理组织成层次结构，并明确定义各个结构体。确定模块的主要数据结构和接口。 3）熟练使用C语言环境来实现或重用模块，从而实现系统的层次结构。模块的实现包括结构体的定义和函数的实现。 4）学会利用数据结构所学知识设计结构清晰的算法和程序，并会分析所设计的算法的时间和空间复杂度。 5）所有的算法和实现均使用C语言进行描述，实验结束写出实验报告。 3、实验项目与内容： 1、线性表的基本运算及多项式的算术运算 内容：实现顺序表和单链表的基本运算，多项式的加法和乘法算术运算。 要求：能够正确演示线性表的查找、插入、删除运算。实现多项式的加法和乘法运算操作。 2、二叉树的基本操作及哈夫曼编码译码系统的实现 内容：创建一棵二叉树，实现先序、中序和后序遍历一棵二叉树，计算二叉树结点个数等操作。哈夫曼编码/译码系统。 要求：能成功演示二叉树的有关运算，实现哈夫曼编码/译码的功能，运算完毕后能成功释放二叉树所有结点占用的系统内存。 3、图的基本运算及智能交通中的最佳路径选择问题 内容：在邻接矩阵和邻接表两种不同存储结构上实现图的基本运算的算法，实现图的深度和宽度优先遍历算法，解决智能交通中的路径选择问题。设有n 个地点，编号为0~n-1，m条路径的起点、终点和代价由用户输入提供，寻找最佳路径方案（例如花费时间最少、路径长度最短、交通费用最小等，任选其一即可）。 要求：设计主函数，测试上述运算。 4、各种内排序算法的实现及性能比较 内容：验证教材的各种内排序算法。分析各种排序算法的时间复杂度。 要求：使用随机数产生器产生较大规模数据集合，运行上述各种排序算法，使用系统时钟测量各算法所需的实际时间，并进行比较。 班级：：学号： 实验一线性表的基本操作 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，如建立、查找、插入和删除等。 二、实验容 定义一个包含学生信息（学号，，成绩）的顺序表和链表（二选一），使其具有如下功能： (1) 根据指定学生个数，逐个输入学生信息； (2) 逐个显示学生表中所有学生的相关信息； (3) 根据进行查找，返回此学生的学号和成绩； (4) 根据指定的位置可返回相应的学生信息（学号，，成绩）； (5) 给定一个学生信息，插入到表中指定的位置； (6) 删除指定位置的学生记录； (7) 统计表中学生个数。 三、实验环境 Visual C++ 四、程序分析与实验结果 #include typedef int Status; // 定义函数返回值类型 typedef struct { char num[10]; // 学号 char name[20]; // double grade; // 成绩 }student; typedef student ElemType; typedef struct LNode { ElemType data; // 数据域 struct LNode *next; //指针域 }LNode,*LinkList; Status InitList(LinkList &L) // 构造空链表L { L=(struct LNode*)malloc(sizeof(struct LNode)); L->next=NULL; return OK; 数据结构实验报告全集 实验一线性表基本操作和简单程序 1．实验目的 （1）掌握使用Visual C++ 6.0上机调试程序的基本方法； （2）掌握线性表的基本操作：初始化、插入、删除、取数据元素等运算在顺序存储结构和链表存储结构上的程序设计方法。 2．实验要求 （1）认真阅读和掌握和本实验相关的教材内容。 （2）认真阅读和掌握本章相关内容的程序。 （3）上机运行程序。 （4）保存和打印出程序的运行结果，并结合程序进行分析。 （5）按照你对线性表的操作需要，重新改写主程序并运行，打印出文件清单和运行结果 实验代码： 1）头文件模块 #include iostream.h>//头文件 #include nodetype *create()//建立单链表，由用户输入各结点data域之值，//以0表示输入结束 { elemtype d;//定义数据元素d nodetype *h=NULL,*s,*t;//定义结点指针 int i=1; cout<<"建立一个单链表"< 《数据结构》实验指导 (计算机信息大类适用) 实验报告至少包含以下内容： 实验名称 实验目的与要求: 实验内容与步骤（需要你进行细化）: 实验结果（若顺利完成，可简单说明；若实验过程中遇到问题，也请在此说明） 收获与体会（根据个人的实际情况进行说明，不得空缺） 实验1 大整数加法（8课时） 目的与要求： 1、线性表的链式存储结构及其基本运算、实现方法和技术的训练。 2、单链表的简单应用训练。 3、熟悉标准模版库STL中的链表相关的知识。 内容与步骤: 1、编程实现单链表的基本操作。 2、利用单链表存储大整数（大整数的位数不限）。 3、利用单链表实现两个大整数的相加运算。 4、进行测试，完成HLOJ(https://www.doczj.com/doc/2f13119018.html,) 9515 02-线性表大整数A+B。 5、用STL之list完成上面的任务。 6、尝试完成HLOJ 9516 02-线性表大菲波数。 实验2 栈序列匹配（8课时） 目的与要求 1、栈的顺序存储结构及其基本运算、实现方法和技术的训练。 2、栈的简单应用训练。 3、熟悉标准模版库STL中的栈相关的知识。 内容与步骤: 1、编程实现顺序栈及其基本操作。 2、对于给出的入栈序列和出栈序列，判断2个序列是否相容。即：能否利用栈 将入栈序列转换为出栈序列。 3、进行测试，完成HLOJ 9525 03-栈与队列栈序列匹配。 4、用STL之stack完成上面的任务。 5、尝试完成HLOJ 9522 03-栈与队列胡同。 实验3 二叉排序树（8课时） 目的与要求 1、二叉树的链式存储结构及其基本运算、实现方法和技术的训练。 2、二叉树的遍历方法的训练。 3、二叉树的简单应用。 内容与步骤: 1、编程实现采用链式存储结构的二叉排序树。 2、实现插入节点的操作。 3、实现查找节点的操作（若查找失败，则将新节点插入二叉排序树）。 4、利用遍历算法对该二叉排序树中结点的关键字按递增和递减顺序输出，完成 HLOJ 9576 07-查找二叉排序树。 5、尝试利用二叉排序树完成HLOJ 9580 07-查找Let the Balloon Rise。 实验4 最小生成树（8课时） 目的与要求 1、图的邻接矩阵存储结构及其相关运算的训练。 2、掌握最小生成树的概念。 3、利用Prim算法求解最小生成树。 实验背景： 给定一个地区的n个城市间的距离网，用Prim算法建立最小生成树，并计算得到的最小生成树的代价。要求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。 内容与步骤: 1、建立采用邻接矩阵的图。 2、编程实现Prim算法，求解最小生成树的代价。 3、尝试利用Prim算法完成：HLOJ 9561 06-图最小生成树。 姓名： 学号： 班级： 2010年12月15日 实验一线性表的应用 【实验目的】 1、熟练掌握线性表的基本操作在顺序存储和链式存储上的实现。、； 2、以线性表的各种操作（建立、插入、删除、遍历等）的实现为重点； 3、掌握线性表的动态分配顺序存储结构的定义和基本操作的实现； 4、通过本章实验帮助学生加深对C语言的使用（特别是函数的参数调用、指针类型的 应用和链表的建立等各种基本操作）。 【实验内容】 约瑟夫问题的实现：n只猴子要选猴王，所有的猴子按1,2，…，n编号围坐一圈，从第一号开始按1,2…，m报数，凡报到m号的猴子退出圈外，如此次循环报数，知道圈内剩下一只猴子时，这个猴子就是猴王。编写一个程序实现上述过程，n和m由键盘输入。【实验要求】 1、要求用顺序表和链表分别实现约瑟夫问题。 2、独立完成，严禁抄袭。 3、上的实验报告有如下部分组成： ①实验名称 ②实验目的 ③实验内容：问题描述：数据描述：算法描述：程序清单：测试数据 算法： #include 长春大学计算机学院网络工程专业 数据结构实验报告 实验名称：实验二栈和队列的操作与应用 班级：网络14406 姓名：李奎学号：041440624 实验地点：日期： 一、实验目的： 1．熟练掌握栈和队列的特点。 2．掌握栈的定义和基本操作，熟练掌握顺序栈的操作及应用。 3．掌握链队的入队和出队等基本操作。 4．加深对栈结构和队列结构的理解，逐步培养解决实际问题的编程能力。 二、实验内容、要求和环境： 注：将完成的实验报告重命名为：班级+学号+姓名+（实验二），（如：041340538张三（实验二）），发邮件到：ccujsjzl@https://www.doczj.com/doc/2f13119018.html,。提交时限：本次实验后24小时之内。 阅读程序，完成填空，并上机运行调试。 1、顺序栈，对于输入的任意一个非负十进制整数，打印输出与其等值的八进制数 (1)文件SqStackDef. h 中实现了栈的顺序存储表示 #define STACK_INIT_SIZE 10 /* 存储空间初始分配量*/ #define STACKINCREMENT 2 /* 存储空间分配增量*/ typedef struct SqStack { SElemType *base; /* 在栈构造之前和销毁之后，base 的值为NULL */ SElemType *top; /* 栈顶指针*/ int stacksize; /* 当前已分配的存储空间，以元素为单位*/ }SqStack; /* 顺序栈*/ (2)文件SqStackAlgo.h 中实现顺序栈的基本操作（存储结构由SqStackDef.h 定义） Status InitStack(SqStack &S) { /* 构造一个空栈S */ S.base=(SElemType *)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(SElemType)); if(!S.base) exit(OVERFLOW); /* 存储分配失败*/ S.top=S.base; S.stacksize=STACK_INIT_SIZE; return OK; } int StackLength(SqStack S) { // 返回S 的元素个数，即栈的长度, 编写此函数 2009级数据结构实验报告 实验名称：约瑟夫问题 学生姓名：李凯 班级：21班 班内序号：06 学号：09210609 日期：2010年11月5日 1．实验要求 1）功能描述：有n个人围城一个圆圈，给任意一个正整数m，从第一个人开始依次报数，数到m时则第m个人出列，重复进行，直到所有人均出列为止。请输出n个人的出列顺序。 2）输入描述：从源文件中读取。 输出描述：依次从显示屏上输出出列顺序。 2. 程序分析 1）存储结构的选择 单循环链表 2）链表的ADT定义 ADT List{ 数据对象：D={a i|a i∈ElemSet,i=1,2,3,…n,n≧0} 数据关系：R={< a i-1, a i>| a i-1 ,a i∈D,i=1,2,3,4….,n} 基本操作： ListInit(&L)；//构造一个空的单链表表L ListEmpty(L); //判断单链表L是否是空表，若是，则返回1，否则返回0. ListLength(L); //求单链表L的长度 GetElem（L，i）；//返回链表L中第i个数据元素的值； ListSort(LinkList [内容要求] 1、存储结构：顺序表、单链表或其他存储结构，需要画示意图，可参考书上P59 页图2-9 2.2 关键算法分析 结点类： template 《数据结构》实验指导书 贵州大学 电子信息学院 通信工程 目录 实验一顺序表的操作 (3) 实验二链表操作 (8) 实验三集合、稀疏矩阵和广义表 (19) 实验四栈和队列 (42) 实验五二叉树操作、图形或网状结构 (55) 实验六查找、排序 (88) 贵州大学实验报告 (109) 实验一顺序表的操作 实验学时：2学时 实验类型：验证 实验要求：必修 一、实验目的和要求 1、熟练掌握线性表的基本操作在顺序存储和链式存储上的实现。 2、以线性表的各种操作（建立、插入、删除等）的实现为重点。 3、掌握线性表的动态分配顺序存储结构的定义和基本操作的实现。 二、实验内容及步骤要求 1、定义顺序表类型，输入一组整型数据，建立顺序表。 typedef int ElemType; //定义顺序表 struct List{ ElemType *list; int Size; int MaxSize; }; 2、实现该线性表的删除。 3、实现该线性表的插入。 4、实现线性表中数据的显示。 5、实现线性表数据的定位和查找。 6、编写一个主函数，调试上述算法。 7、完成实验报告。 三、实验原理、方法和手段 1、根据实验内容编程，上机调试、得出正确的运行程序。 2、编译运行程序，观察运行情况和输出结果。 四、实验条件 运行Visual c++的微机一台 五、实验结果与分析 对程序进行调试，并将运行结果进行截图、对所得到的的结果分析。 六、实验总结 记录实验感受、上机过程中遇到的困难及解决办法、遗留的问题、意见和建议等，并将其写入实验报告中。 【附录----源程序】 #include 《数据结构实验》实验指导书及答案 信电工程学院计算机科学和技术教研室编 2011.12 数据结构实验所有代码整理 作者郑涛 声明：在这里我整理了数据结构实验的所有代码，希望能对大家的数据结构实验的考试有所帮助，大家可以有选择地浏览，特别针对一些重点知识需要加强记忆（ps:重点知识最好让孙天凯给出），希望大家能够在数据结构实验的考试中取得令人满意的成绩，如果有做的 不好的地方请大家谅解并欢迎予以指正。 实验一熟悉编程环境 实验预备知识： 1．熟悉本课程的语言编译环境（TC或VC），能够用C语言编写完整的程序，并能够发现和改正错误。 2．能够灵活的编写C程序，并能够熟练输入C程序。 一、实验目的 1．熟悉C语言编译环境，掌握C程序的编写、编译、运行和调试过程。 2．能够熟练的将C程序存储到指定位置。 二、实验环境 ⒈硬件：每个学生需配备计算机一台。 ⒉软件：Windows操作系统+Turbo C； 三、实验要求 1．将实验中每个功能用一个函数实现。 2．每个输入前要有输入提示（如：请输入2个整数当中用空格分割：），每个输出数据都要求有内容说明（如：280和100的和是：380。）。 3．函数名称和变量名称等用英文或英文简写（每个单词第一个字母大写）形式说明。 四、实验内容 1．在自己的U盘中建立“姓名+学号”文件夹，并在该文件夹中创建“实验1”文件夹（以后每次实验分别创建对应的文件夹），本次实验的所有程序和数据都要求存储到本文件夹中（以后实验都按照本次要求）。 2．编写一个输入某个学生10门课程成绩的函数（10门课程成绩放到结构体数组中，结构体包括：课程编号，课程名称，课程成绩）。 3．编写一个求10门成绩中最高成绩的函数，输出最高成绩和对应的课程名称，如果有多个最高成绩，则每个最高成绩均输出。 4．编写一个求10门成绩平均成绩的函数。 5．编写函数求出比平均成绩高的所有课程及成绩。 #include 《数据结构》实验报告 实验序号：1 实验项目名称：概论 附源程序清单： 1. #include 2. #include 数据结构实验指导书（C语言版） 2017年9月 目录 1、顺序表的实现 (1) 2、链栈的实现 (3) 3、前序遍历二叉树 (5) 4、图的深度优先遍历算法 (7) 5、散列查找 (9) 1、顺序表的实现 1. 实验目的 ⑴掌握线性表的顺序存储结构； ⑵验证顺序表及其基本操作的实现； ⑶理解算法与程序的关系，能够将顺序表算法转换为对应的程序。 2. 实验内容 ⑴建立含有若干个元素的顺序表； ⑵对已建立的顺序表实现插入、删除、查找等基本操作。 3. 实现提示 定义顺序表的数据类型——顺序表结构体SeqList，在SeqList基础上实现题目要求的插入、删除、查找等基本操作，为便于查看操作结果，设计一个输出函数依次输出顺序表的元素。简单起见，本实验假定线性表的数据元素为int型，要求学生： （1）将实验程序调试通过后，用模板类改写； （2）加入求线性表的长度等基本操作； （3）重新给定测试数据，验证抛出异常机制。 4. 实验程序 在编程环境下新建一个工程“顺序表验证实验”，并新建相应文件，文件包括顺序表结构体SeqList的定义，范例程序如下： #define MaxSize 100 /*假设顺序表最多存放100个元素*/ typedef int DataType; /*定义线性表的数据类型，假设为int型*/ typedef struct { DataType data[MaxSize]; /*存放数据元素的数组*/ int length; /*线性表的长度*/ } SeqList; 文件包括建立顺序表、遍历顺序表、按值查找、插入操作、删除操作成员函数的定义，范例程序如下： int CreatList(SeqList *L, DataType a[ ], int n) { if (n > MaxSize) {printf("顺序表的空间不够，无法建立顺序表\n"); return 0;} for (int i = 0; i < n; i++) L->data[i] = a[i]; L->length = n; return 1; } 2011~2012第一学期数据结构实验报告 班级：信管一班 学号：201051018 姓名：史孟晨 实验报告题目及要求 一、实验题目 设某班级有M（6）名学生，本学期共开设N（3）门课程，要求实现并修改如下程序（算法）。 1. 输入学生的学号、姓名和 N 门课程的成绩（输入提示和输出显示使用汉字系统）， 输出实验结果。（15分） 2. 计算每个学生本学期 N 门课程的总分，输出总分和N门课程成绩排在前 3 名学 生的学号、姓名和成绩。 3. 按学生总分和 N 门课程成绩关键字升序排列名次，总分相同者同名次。 二、实验要求 1．修改算法。将奇偶排序算法升序改为降序。（15分） 2．用选择排序、冒泡排序、插入排序分别替换奇偶排序算法,并将升序算法修改为降序算法；。（45分）） 3．编译、链接以上算法，按要求写出实验报告（25）。 4. 修改后算法的所有语句必须加下划线，没做修改语句保持按原样不动。 5．用A4纸打印输出实验报告。 三、实验报告说明 实验数据可自定义，每种排序算法数据要求均不重复。 (1) 实验题目：《N门课程学生成绩名次排序算法实现》； (2) 实验目的：掌握各种排序算法的基本思想、实验方法和验证算法的准确性； (3) 实验要求：对算法进行上机编译、链接、运行； (4) 实验环境（Windows XP-sp3,Visual c++)； (5) 实验算法（给出四种排序算法修改后的全部清单）； (6) 实验结果（四种排序算法模拟运行后的实验结果）； (7) 实验体会（文字说明本实验成功或不足之处）。 三、实验源程序（算法） Score.c #include "stdio.h" #include "string.h" #define M 6 #define N 3 struct student { char name[10]; int number; int score[N+1]; /*score[N]为总分,score[0]-score[2]为学科成绩*/ }stu[M]; void changesort(struct student a[],int n,int j) {int flag=1,i; struct student temp; while(flag) { flag=0; for(i=1;i 班级: 姓名: 学号: 实验一线性表的基本操作 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,如建立、查找、插入与删除等。 二、实验内容 定义一个包含学生信息(学号,姓名,成绩)的顺序表与链表(二选一),使其具有如下功能: (1) 根据指定学生个数,逐个输入学生信息; (2) 逐个显示学生表中所有学生的相关信息; (3) 根据姓名进行查找,返回此学生的学号与成绩; (4) 根据指定的位置可返回相应的学生信息(学号,姓名,成绩); (5) 给定一个学生信息,插入到表中指定的位置; (6) 删除指定位置的学生记录; (7) 统计表中学生个数。 三、实验环境 Visual C++ 四、程序分析与实验结果 #include { char num[10]; // 学号 char name[20]; // 姓名 double grade; // 成绩 }student; typedef student ElemType; typedef struct LNode { ElemType data; // 数据域 struct LNode *next; //指针域 }LNode,*LinkList; Status InitList(LinkList &L) // 构造空链表L { L=(struct LNode*)malloc(sizeof(struct LNode)); L->next=NULL; return OK; } Status GetElem(LinkList L,int i,ElemType &e) // 访问链表,找到i位置的数据域,返回给 e { LinkList p; p=L->next;数据结构实验
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