数据结构实验指导册.docx
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数据结构实验指导册
数据结构上机实验执导手册
目录
实验一顺序表的操作
实验二单链表的操作
实验三栈的链式存储结构的表示和实现
实验四二叉树遍历算法的设计
实验五采用邻接表实现图的DFS和BFS
附录部分程序源代码
实验一顺序表的操作
一．实验目的
1.了解顺序表的逻辑结构特性。
2.掌握线性表的顺序存储结构的定义及其C或C++语言实现。
3.掌握线性表顺序存储结构—顺序表的各种基本操作。
二．实验仪器设备
PC机一台
三．实验要求
1.认真阅读和掌握本实验的相关知识。
2.对给出的程序认真阅读，把相关缺失程序补充完整。
3.上机运行补充后的程序。
4.保存程序的运行结果，结合程序分析顺序结构的特点。
5.填写实验报告
四．实验内容及实验分析
1.实验内容
在VC++6.0的运行环境下，编写C或C++语言程序，利用顺序存储的方式来实现下列功能：
（1）根据键盘输入数据建立一个顺序表，并且输出该顺序表。
（2）根据屏幕菜单来选择数据的插入、删除以及查找操作。
（3）完成插入或删除数据操作后，把操作后的线性表进行输出。
（4）在完成插入、删除和查找操作后，选择菜单上的0，退出该程序的运行，结束实验内容。
2.实验分析
在顺序表的第i个位置上要求插入一个数据元素时候，先将顺序表的第i个位置元素后的所有数据元素按顺序后移一个位置，在插入的地方空出一个位置，然后把要插入的新数据元素插入到该位置，同时将表长加一。
在顺序表中删除表中第i个位置的数据元素的时候，先将该位置的数据元素删除，然后将第i个位置后的其他剩余元素按顺序依次向前移动一个位置，同时将表长减一。
顺序表中查找一个数据元素的值，需要遍历整个顺序表，如要找道该值，则返回该值在顺序表中的位置，否则继续查找。
如果遍历整个顺序表都没有找到该值，则要求函数返回-1
五．实验报告
1．总结顺序表的优缺点及顺序表在现实中可以解决的问题。
2．讨论如果按照由表尾到表头的顺序输入数据，则如何建立顺序表。
3．讨论自己在设计过程中遇到的问题、解决的过程以及收获体会。
实验二单链表的操作
一.实验目的
1.了解单链表的逻辑结构特性。
2.掌握单链表的链式存储结构的定义及其C或C++语言实现。
3.掌握单链表链式存储结构。
4.掌握单链表的各种基本操作。
二.实验仪器设备
PC机一台
三.实验要求
1.认真阅读和掌握本实验的相关知识。
2.对给出的程序认真阅读，把相关缺失程序补充完整。
3.上机运行补充后的程序。
4.保存程序的运行结果，结合程序分析链式结构的特点。
5.填写实验报告
四.实验内容及实验分析
1.实验内容
编写C语言程序，利用链式存储的方式来实现下列功能：
（1）根据键盘输入数据建立一个单链表，并且输出该单链表。
（2）根据屏幕菜单来选择数据的插入、删除以及查找操作。
（3）完成插入或删除数据操作后，把操作后的线性表进行输出。
（4）在完成插入、删除和查找操作后，选择菜单上的0，退出该程序的运行，结束实验内容。
2.实验分析
在单链表的第i个位置上要求插入一个数据元素时候，先生成一个存储单元S来存放插入数据元素X的值，其次修改第i个位置结点P的next域值，让其存入是结点S所在存储单元地址的值，再次修改结点S的next域的值，让S的next域的值为第i+1结点的地址值。
在单链表中删除表中第i个位置的数据元素的时候，先修改第i-1个数据元素的next域的地址值，使其值为第i+1个数据元素存储单元的地址值，最后释放第i个存储单元，使用函数free（）。
在单链表中查找一个数据元素的值，需要遍历整个整个单链表，如要找道该值，则返回该值，否则继续查找。
如果遍历整个顺序表都没有找到该值，则要求函数返回-1
五实验报告
1．总结链表的优缺点及链表在现实中可以解决的问题。
2．讨论自己在设计过程中遇到的问题、解决的过程以及收获体会。
实验三栈的链式存储结构的表示和实现
一实验目的
1.了解栈的逻辑结构特性。
2.掌握栈的链式存储结构的定义。
3.掌握栈的链式结构的表示和实现。
二实验仪器设备
PC机一台
三实验要求
1.认真阅读和掌握本实验的相关知识。
2.编写程序实现栈的链式存储方式。
3.编写程序实现对栈空的判断以及栈的入栈和出栈操作、取栈顶元素。
4.保存程序的运行结果，结合程序分析链式结构的特点。
5.填写实验报告
四实验内容及实验分析
1.实验内容
编写C或C++语言程序，利用链式存储的方式来实现下列功能：
（1）初始化链栈。
（2）将链栈置空。
（3）完成入栈和出栈操作，完成取栈顶元素操作。
（4）选择菜单上的0，退出该程序的运行，结束实验内容。
2.实验分析
（1）初始化栈操作，将栈的栈顶指针置为空值，即设栈S和栈顶指针top，S→top=null。
（2）如果所建栈里有数据元素，要将其置空，同样也是将栈顶指针的值置为空值。
（3）入栈操作，向栈里插入数据元素。
首先要为插入数据元素分配结点，将插入数据元素的值赋值给插入结点的数据域，其次修改栈顶指针的指向关系，即修改插入结点和栈顶指针的地址，最后修改栈顶指针。
（4）出栈操作，从栈里删除数据元素。
首先要判断栈是否为空栈，如是空栈则操作失败。
否则，进行出栈操作，修改删除结点和栈顶指针，最后释放删除结点。
（5）取栈顶元素。
五实验报告
1．总结栈的优缺点及栈在现实中可以解决的问题。
2．讨论自己在设计过程中遇到的问题、解决的过程以及收获体会。
实验四二叉树遍历算法的设计
一实验目的
1.掌握二叉树的结构特征，以及各种存储结构的特点。
2.掌握二叉树在实践中的应用范围。
3.掌握用指针类型来描述、访问和遍历二叉树的操作算法。
二实验仪器设备
PC机一台
三实验要求
1.认真阅读和掌握本实验的相关知识。
2.编写程序实现二叉树的链式存储方式。
3.编写程序实现对二叉树的先序遍历、中序遍历和后序遍历的算法实现。
4.保存程序的运行结果，结合程序分析二叉树的结构特点。
5.填写实验报告
四实验内容及实验分析
1.实验内容
编写C或C++语言程序，利用链式存储的方式来实现下列功能：
（1）采用二叉树性质5来建立二叉树。
（2）完成二叉树的三种遍历算法。
（3）选择菜单上的0，退出该程序的运行，结束实验内容。
2.实验分析
（1）定义二叉树结点值的数据类型，将其定义为字符型数据，定义二叉树中结点的结构类型。
（2）利用性质5建立二叉树，设置序号为1的结点为二叉树的根结点，序号为偶数的结点为该二叉树的左孩子，序号为奇数的结点为该二叉树的右孩子。
（3）采用递归方式来遍历二叉树，也就是实现二叉树的遍历是利用递归的方法来实现，即先序递归遍历、中序递归遍历、后序递归遍历。
先序递归遍历算法描述：
1访问二叉树的根结点。
2先序遍历左子树。
3先序遍历右子树。
中序递归遍历算法描述：
1中序遍历左子树。
2访问根结点。
3中序遍历右子树。
后序递归遍历算法描述：
1后序遍历左子树。
2后序遍历右子树。
3访问根结点。
五实验报告
1．总结二叉树的优缺点及二叉树在现实中可以解决的问题。
2．讨论自己在设计过程中遇到的问题、解决的过程以及收获体会。
实验五采用邻接表实现图的DFS和BFS
一实验目的
1.掌握图的基本存储方法。
2.熟练掌握图的两种搜索路径的遍历方法。
3.掌握图的有关应用。
二实验仪器设备
PC机一台
三实验要求
1.认真阅读和掌握本实验的相关知识。
2.编写程序实现图的邻接表存储方式。
3.编写程序实现对图的DFS（递归）和BFS（非递归）的算法实现。
4.保存程序的运行结果，结合程序分析这两种遍历的结构特点。
5.填写实验报告
四实验内容及实验分析
1.实验内容
编写C或C++语言程序，实现图的下列功能：
（1）利用邻接表的结构特性实现对图中各个顶点的存储。
（2）利用DFS算法对图中各个顶点进行遍历并且输出遍历结果。
（3）利用BFS算法对图中各个顶点进行遍历并且输出遍历结果。
（4）选择菜单上的0，退出该程序的运行，结束实验内容。
2.实验分析
（1）建立无向图的邻接表，并且输出该无向图的邻接表。
（2）输入DFS的出发点，按照DFS遍历算法遍历图中顶点。
（3）输入BFS的出发点，由于BFS采用的是非递归形式，所以要通过建立队列来实现BFS的遍历过程。
因此，在编写该算法的过程中，就要建立队列，即队列的初始化操作、判断队是否为空、入队和出队操作。
五实验报告
1．总结BFS和DFS的优缺点。
2．总结图的邻接表存储特点。
2．讨论自己在设计过程中遇到的问题、解决的过程以及收获体会。
附录
顺序表程序部分代码：
#include
#include
#defineMAXSIZE20数组最大界限
typedefintElemType;数据元素类型
typedefstruct
{
ElemTypea[MAXSIZE];一维数组子域
intlength;表长度域
}SqList;顺序存储的结构体类型
SqLista,b,c;
voidcreat_list（SqList*L）;
voidout_list（SqListL）;
voidinsert_sq（SqList*L,inti,ElemTypee）;
ElemTypedelete_sq（SqList*L,inti）;
intlocat_sq（SqListL,ElemTypee）;
主函数
voidmain（）
{
inti,k,loc;
ElemTypee,x;
charch;
do
{
printf（"\n\n\n"）;
printf（"\n1.建立线性表"）;
printf（"\n2.插入数据元素"）;
printf（"\n3.删除数据元素"）;
printf（"\n4.查找数据元素"）;
printf（"\n0.结束程序运行"）;
printf（"\n=========================================="）;
printf（"\n请输入你的选择（1,2,3,4,0）"）;
scanf（"%d",&k）;
switch（k）
{
case1:
{
creat_list（&a）;
out_list（a）;
}break;
case2:
{
printf（"\n请输入插入位置：
"）;
scanf（"%d",&i）;
printf（"\n请输入要插入的数据元素值：
"）;
scanf（"%d",&e）;
insert_sq（&a,i,e）;
out_list（a）;
}break;
case3:
{
printf（"\n请输入删除位置：
"）;
scanf（"%d",&i）;
x=delete_sq（&a,i）;
out_list（a）;
if（x!
=-1）
printf（"\n删除数据元素为：
%d\n",x）;
else
printf（"要删除的数据元素不存在！
"）;
}break;
case4:
{
printf（"\n请输入要查找的数据元素值：
"）;
scanf（"%d",&e）;
loc=locat_sq（a,e）;
if（loc==-1）
printf（"\n未找到指定数据元素！
"）;
else
printf（"\n已找到，数据元素位置是%d",loc）;
}break;
}
}while（k!
=0）;
printf（"\n按回车键，返回...\n"）;
ch=getchar（）;
}
建立线性表
voidcreat_list（SqList*L）
{
inti;
printf（"请输入线性表的长度：
"）;
scanf（"%d",&L->length）;
for（i=0;ilength;i++）
{
printf（"数据元素%d=",i）;
scanf（"%d",&（L->a[i]））;
}
}
输出线性表
voidout_list（SqListL）
{
inti;
for（i=0;i<=L.length-1;i++）
{
printf（"%10d",L.a[i]）;
}
}
在线性表的第i个位置插入数据元素e
voidinsert_sq（SqList*L,inti,ElemTypee）
{
}
删除第i个数据元素，返回其值
ElemTypedelete_sq（SqList*L,inti）
{
}
查找值为e的元素，返回它的值
intlocat_sq（SqListL,ElemTypee）
{
inti=0;
while（i<=L.length-1&&L.a[i]!
=e）
i++;
if（i<=L.length-1）
return（i+1）;
else
return（-1）;
}
单链表操作的部分源代码：
#include
#include
#include
typedefintElemType;数据元素类型
typedefstructLNode
{
ElemTypedata;数据子域
structLNode*next;指针子域
}LNode;顺序存储的结构体类型
LNode*L;
LNode*creat_L（）;
voidout_L（LNode*L）;
voidinsert_L（LNode*L,inti,ElemTypee）;
ElemTypedelete_L（LNode*L,inti）;
intlocat_L（LNode*L,ElemTypee）;
主函数
voidmain（）
{
inti,k,loc;
ElemTypee,x;
charch;
do
{
printf（"\n"）;
printf（"\n1.建立单链表"）;
printf（"\n2.插入数据元素"）;
printf（"\n3.删除数据元素"）;
printf（"\n4.查找数据元素"）;
printf（"\n0.结束程序运行"）;
printf（"\n=========================================="）;
printf（"\n请输入你的选择（1,2,3,4,0）"）;
scanf（"%d",&k）;
switch（k）
{
case1:
{
L=creat_L（）;
out_L（L）;
}break;
case2:
{
printf（"\n请输入插入位置：
"）;
scanf（"%d",&i）;
printf（"\n请输入要插入的数据元素值：
"）;
scanf（"%d",&e）;
insert_L（L,i,e）;
out_L（L）;
}break;
case3:
{
printf（"\n请输入删除位置：
"）;
scanf（"%d",&i）;
x=delete_L（L,i）;
out_L（L）;
if（x!
=-1）
{
printf（"\n删除数据元素为：
%d\n",x）;
printf（"删除%d后的单链表为：
\n",x）;
out_L（L）;
}
else
printf（"要删除的数据元素不存在！
"）;
}break;
case4:
{
printf（"\n请输入要查找的数据元素值：
"）;
scanf（"%d",&e）;
loc=locat_L（L,e）;
if（loc==-1）
printf（"\n未找到指定数据元素！
"）;
else
printf（"\n已找到，数据元素位置是%d",loc）;
}break;
}
printf（"\n-----------------------------------"）;
}while（k>=1&&k<5）;
printf（"\n按回车键，返回...\n"）;
ch=getchar（）;
}
建立线性链表
LNode*creat_L（）
{
LNode*h,*p,*s;
ElemTypex;
h=（LNode*）malloc（sizeof（LNode））;
h->next=NULL;
p=h;
printf（"请输入第一个数据元素：
"）;
scanf（"%d",&x）;
while（x!
=-999）
{
s=（LNode*）malloc（sizeof（LNode））;
s->data=x;
s->next=NULL;
p->next=s;
p=s;
printf（"请输入下一个数据元素：
（输入-999表示结束。
）"）;
scanf（"%d",&x）;
}
return（h）;
}
输出单链表中的数据元素
voidout_L（LNode*L）
{
LNode*p;
p=L->next;
printf（"\n\n"）;
while（p!
=NULL）
{
printf（"%5d",p->data）;
p=p->next;
}
}
在单链表中的第i个位置插入数据元素e
voidinsert_L（LNode*L,inti,ElemTypee）
{
}
删除第i个数据元素，返回其值
ElemTypedelete_sq（SqList*L,inti）
{
}
查找值为e的元素，返回它的值
intlocat_L（LNode*L,ElemTypee）
{
LNode*p;
intj=1;
p=L->next;
while（p!
=NULL&&p->data!
=e）
{
p=p->next;
j++;
}
if（p!
=NULL）
return（j）;
else
return（-1）;
}
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