猴子吃桃子问题数据结构课程.docx
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猴子吃桃子问题数据结构课程
1、需求分析
1、猴子吃桃子问题
有一群猴子摘了一堆桃子，他们每天都吃当前桃子的一半且再多吃一个，到了第10天就只余下一个桃子。
用多种方法实现求出原来这群猴子共摘了多少个桃子。
要求：
1） 采用数组数据结构实现上述求解
2） 采用链数据结构实现上述求解
3） 采用栈实现上述求解
4） 采用递归实现上述求解
2、概要设计
2.1.用数组数据结构实现上述求解
在taozi函数中定义一个一维数组，分别存储每天的桃子个数，根据题目的内容找出各个数之间的关系，用数组元素表示出来，根据用户输入要计算哪一天的桃子，用for循环控制结束。
在main函数中让用户输入要计算的哪一天，调用taozi函数，以便用户可查出任意一天的桃子个数，用switch语句判断用户要执行的功能，然后用while循环控制，直到用户输入0为止。
2.2.用链数据结构实现上述求解
先写出预定义常量和类型，写出结点的类型定义，创建结点，初始化链表，定义变量并初始化，找出结点与其后继结点之间的联系，然后在主函数中控制。
2.3用栈数据结构实现求解
本部分包括预定义常量和类型，顺序栈的定义，InitStack函数，Push函数，和main函数，在InitStack函数构造一个空栈，在Push函数中调用该函数，并在其中编写控制栈顶指针和栈底指针移动的语句，找出指针所指向的数据之间的关系，在main函数中编写控制循环结束的语句，最后再用main函数去调用Push函数。
2.4用递归实现上述求解
这种方法跟上述几种不同，在函数的执行函数的过程中，需多次进行自我调用，递归函数的运行过程类似与多个函数的嵌套调用，只是调用函数和被调用函数是同一个函数，从主函数开始调用，一次更深一层，退出时一步一步返回到上一层，所以不需写控制循环语句，不需要写控制循环语句，比上几种方法简单点。
3、运行环境
3.1硬件环境
PC
3.2软件环境
（1）WindowsXP
（2）MicrosoftVisualC++6.0
4、详细设计
4.1系统流程图
4.2用数组数据结构实现上述求解
//计算桃子的个数
voidtaozi（intn,intm）
{
intday[10];//初始化变量，用数组元素分别存储每天的桃子个数
inti;//控制循环执行的次数
day[0]=n;//最后一天的桃子个数
for（i=0;i<10-m;i++）
day[i+1]=2*（day[i]+1）;//相邻元素之间的关系
printf（"第%d天的桃子为:
%d\n",m,day[10-m]）;
}
voidmain（）
{
intm;//用户要计算的是第几天
printf（"请输入要求第几天剩下的桃子:
\n"）;
scanf（"%d",&m）;
taozi（1,m）;//调用
while
（1）{
intj;//循环控制条件
printf（"请输入j的值0:
退出1:
继续:
\n"）;
scanf（"%d",&j）;
switch（j）{
//当j=1时，用户可以输入多次想要的数值
case1:
printf（"请输入要求第几天剩下的桃子:
\n"）;
scanf（"%d",&m）;
taozi（1,m）;
break;//跳出
//当j=0时，跳出switch结构
case0:
return;
break;
//当用户输入除0和1以外的数值时，会让你重新输入，直到输入正确为止
default:
printf（"输入有误请重新输入!
"）;
}
}
}
4.3用链数据结构实现上述求解
//预定义常量和类型
#defineNULL0
//单链表的存储结构
typedefstructLNode{
intdata;//数据域
structLNode*next;//指针域
}LNode;
LNode*L;
LNode*p,*s;
//计算桃子的个数
intCreateList_L（inte,intm）//e是第十天的桃子的个数，m是将要计算的是第几天
{
inti;
L=（LNode*）malloc（sizeof（LNode））;//生成新结点
p=（LNode*）malloc（sizeof（LNode））;
L->next=NULL;//创建一个带头结点的单链表
L->next=p;//插入到表头
L->next->data=e;//初始化第一个结点
for（i=m-1;i>0;i--）
{
s=（LNode*）malloc（sizeof（LNode））;
p->next=s;
s->data=2*（p->data+1）;//结点与下一结点之间的联系
p=s;//指针P总是指向最后一个结点
s->next=NULL;
}
printf（"第%d天的桃子为:
%d\n",11-m,p->data）;
}
4.4用栈数据结构实现求解
//储存空间初始分配量
#defineSTACK_INIT_SIZE100
//顺序栈的定义
typedefstruct
{
int*base;//栈底指针
int*top;//栈顶指针
intstacksize;//当前已分配的存储空间
}SqStack;
SqStacks;
//构造一个空栈
intInitStack（）
{
s.base=（int*）malloc（STACK_INIT_SIZE*sizeof（int））;
if（!
s.base）
exit（OVERFLOW）;//存储分配失败
s.top=s.base;//刚开始栈为空
s.stacksize=20;
returnOK;
}
//计算桃子个数的函数
voidPush（inte,intm）//m是要计算的是第几天
{
inti;
InitStack（）;
*s.top++=e;//给栈底元素初始化
for（i=0;i<10-m;i++）
{
*s.top=2*（*（s.top-1）+1）;//栈顶元素和刚插入的元素之间的关系
s.top++;//每插入一个栈顶元素，指针就要自加1
}
printf（"第%d天的桃子为:
%d\n",m,*（s.top-1））;
}
4.5用递归实现上述求解
inti=9;//初始化全局变量
//递归函数
inttaozi（intx）
{
inty;
while（i>0）
{
y=2*（x+1）;
i--;//循环控制条件
taozi（y）;
printf（"%d\n",y）;
}
}
5、调试分析
1在用链数据结构实现时，运行时没有显示错误，但输出不是预测的结果，代码如下：
for（i=m-1;i>0;i--）
{
s=（LNode*）malloc（sizeof（LNode））;
p->next=s;
s->data=2*（p->data+1）;
s->next=NULL;
}
在指针的移动时，由于p总是第一个结点，在for循环前已经被赋值，指针P应该总是指向最后一个结点的，所以在这句s->next=NULL前加上一句p=s就行了，就能输出正确结果。
2在生成新结点时，一定要用强制类型转换，要不就要出错。
不能把s=（LNode*）malloc（sizeof（LNode））写成s=（LNode）malloc（sizeof（LNode））;因为它们不属于同一类型。
3在用栈数据结构实现的过程中，虽然只有一个错误，但却显示了好多错误。
主要原因是由于一个参数是在main函数中定义的，但却被其它函数调用，只要把该参数定义成全局变量就行了。
4在用while循环时，由于控制条件的不恰当导致的错误，不过只要再认真分析一下，就正确了。
5还有些其它方面的错误，不过只要看一眼，就能改正，是粗心造成的。
6、运行结果
链数组和栈实现结果：
递归实现结果：
课程设计总结
通过这一周的实践学习，我认识到学好计算机要重视实践操作，不仅仅是学习数据结构，以及其它的计算机方面的知识都要重在实践，很多以前学过的东西，在运用时都不能很熟练，也说明理论知识和实践之间的差别。
这就告诉了我们在以后的学习过程中要培养自己的动手能力，要将学过的知识转化为实践。
作为一个计科专业的学生，通过这周的学习，使我更加明白了动手能力的重要性。
在这次的课程设计中，我不断地去找书本知识和查阅其它有关资料，不仅巩固了对课本知识的掌握，还有利于以后更好的进步，提高了对课外知识的了解，虽然花费了不少时间，但只要学到有价值的东西，我认为都是值得的。
在完成该试验的过程中，我问了同学和老师，还查阅了很多和链表有关系的书籍，通过学习，翻看以前学过的知识，使我明白了我在学习知识上的很多不足。
不过在此同时又重新复习了课本，从中学到了许多以前未学到的知识，感觉非常有成就感，让我对自己更加有信心，让我对数据结构这门课程也更感兴趣了，以前我一直感觉枯燥难学的数据结构，现在我也愿意去认真研究学习了。
这次数据结构课程设计中，多亏了我的指导老师黄磊老师的悉心教导。
在以后的学习过程中，我要认真负责地对待课本中的每一个知识点，进一步充实自己，提高自己。
参考文献
[1]黄同成，黄俊民，董建寅．数据结构[M]．北京：
中国电力出版社，2008
[2]董建寅，黄俊民，黄同成．数据结构实验指导与题解[M]．北京：
中国电力出版社，2008
[3]严蔚敏，吴伟民.数据结构（C语言版）[M].北京：
清华大学出版社，2002
[4]刘振鹏，张晓莉，郝杰．数据结构[M]．北京：
中国铁道出版社，2003
附录：
源代码如下
1用数组数据结构编写
#include
voidtaozi（intn,intm）
{
intday[10];
inti;
day[0]=n;
for（i=0;i<10-m;i++）
day[i+1]=2*（day[i]+1）;
printf（"第%d天的桃子为:
%d\n",m,day[10-m]）;
}
voidmain（）
{
intm;
printf（"请输入要求第几天剩下的桃子:
\n"）;
scanf（"%d",&m）;
taozi（1,m）;
while
（1）{
intj;
printf（"请输入j的值0:
退出1:
继续:
\n"）;
scanf（"%d",&j）;
switch（j）{
case1:
printf（"请输入要求第几天剩下的桃子:
\n"）;
scanf（"%d",&m）;
taozi（1,m）;
break;
case0:
return;
break;
default:
printf（"输入有误请重新输入!
"）;
}
}
}
2用链数据结构编写
#include
#include
#defineNULL0
typedefstructLNode{
intdata;
structLNode*next;
}LNode;
LNode*L;
LNode*p,*s;
intCreateList_L（inte,intm）
{
inti;
L=（LNode*）malloc（s
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