据结构与算法大平台试验指导书上海交通大学Word文档下载推荐.docx
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x=x+1;
注释为x加1，没有什么意义），都应加以注释。
这会对程序的调试提供很多方便。
另外，根据情况可以设立若干调试点，即输出若干信息，用于验证和你的设想是否一致。
另外，对于输入输出语句，必须对它们的作用加以说明。
否则，在调试程序时，无法了解系统需要输入什么，系统输出的又是什么。
程序的书写，必须按照一定的规范，如保留字小写时涂黑等等。
3．上机准备和静态检查
上机准备：
●高级语言文本
●熟悉机器的用户手册，熟悉常用的命令。
●准备调试的工具，考虑调试方案。
如果机器上没有现成的调试工具可供利用，可以自己先设计一些以供使用。
●静态检查
自己用一组数据手动执行程序；
或同同学一起阅读自己的程序，以全面地了解该程序的逻辑。
4．上机调试程序
自底向上，先调试底层模块，再调试上层模块。
最后，整个程序进行联调。
调试正确后将源程序和运行结果加以列印输出。
5．实习报告的整理
●需求及规格说明
问题描述，求解的问题是什么。
●设计：
设计思想：
存储结构、主要的算法思想。
设计表示：
子程序（过程或函数）的规格说明，通过调用关系图表示它们之间的调用关系。
实现注释：
详细设计表示：
主要算法的框架。
●用户手册：
使用说明。
●调试报告：
问题是如何解决的，讨论与分析、改进设想、经验与体会、时空复杂度等。
●附录
源程序清单和结果：
源程序必须有注释，以及必要的测试数据和运行结果数据。
提倡用英文描述。
●实验报告要求：
在程序开发过程中，逐步形成各种必要的文档及资料。
可以写在实验报告纸上，或以电子文档的形式进行书写。
2．上机实习
●以下的实习题目配合课程的进度，请同学们务必自己完成。
为了锻炼自己的应用各种不同的数据结构的能力，尽可能的多作一些题目是非常必要的。
在完成各种不同题目的过程中，对各种算法的时、空复杂性的分析，将帮助您在更高的角度解决各种应用问题。
●为了减轻同学的负担，我们对同学的实习报告进行了精简。
本实习报告中的题目分以下几种类型：
1、实习题：
必须按照实习报告的规范完成。
每个实习的第一题都是实习题，必须编写详细的实习报告。
实习报告的书写方法，请参阅本指导书的第3部分：
实习报告的样例。
2、作业题：
同样必须完成。
只需交代清楚题目的解法，辅以求解程序和注释，使得别人能够看懂你的算法和程序即可。
不必象实习题那样书写完整的实习报告。
3、选作题：
鼓励同学选作的题目，尤其是学有余力的同学。
以下为各次实习作业：
实习一线性结构
1、（实习题）请写出计算两个以单链接表表示的多项式相乘的程序。
2、（作业题）已知两个单链表A和B分别表示两个集合，其元素递增排列。
请编写程序求集合A和B的交集C=AB，要求单链表C按其元素递增排列，并利用原表（即表A和表B）的结点空间存放表C。
3、（作业题）假设有二个栈共同使用一块顺序存储的空间，为简单起见可设为共同使用数组inta〔200〕。
它们的栈底分别设在数组的两端，而栈顶指针在进行插入操作时，向中间方向移动。
请给出进出栈的程序。
4、（选作题）将具有头结点的单链表的所有指针全部进行倒向。
要求使用的额外空间只能为O
（1）,时间代价只能为O（n），其中n为结点个数。
注意：
如下图1所示的单链表，倒向之后将如图2所示。
图1、倒向之前的单链表
图2、倒向之后的单链表
1、（实习题）请编写一个程序，确定二叉树的特征。
如：
每个节点的层次，从根到该节点的枝长（路径长度），子孙的个数及祖先的个数。
每个节点在前序、中序、后序中的访问的序号。
2、（作业题）设二叉树的结点的数据场之值仅为一大写英文字母。
其前序和中序的遍历结果（打印结点的数据场之值）分别保存在字符串数组preorder[N]及inorder[N]之中，其中N未常数。
请设计程序以标准形式形式存储保存该二叉树。
3、（作业题）设树的根结点的层号为1，而其他各层上的结点的层号比其父结点的层号大1。
另外设该树中的结点的数据场之值为正整数。
这样数对（Ik，Wk）就表示了该树中的结点的层号和其数据场之值。
从键盘上依次输入m个数对，如：
（I1，W1），（I2，W2），……，（Im，Wm）；
这些数对是按照结点的前序序列给出的。
注意这是用层号＋前序表示一棵树的方法。
（1，A）,（2，B）,（2，C）,（3，E）,（4，G）,（3，F）,（2，D）,（3，X）,（3，Y）,（3，Z）；
它所表示的树如图3所示。
请编写程序，以标准形式存储这棵树。
为了简单起见，可设这棵树上的结点的度数最大为3，结点的存储形式为：
dataparentson1son2son3
其中：
data域为结点的数据场，parent域为结点的父亲结点的地址，son1，son2，son3分别给出结点的三个儿子的地址。
图3、一课三次树
4、（选作题）用标准形式给出了一棵度为三的树（每个结点包含数据场、指向儿子节点的指针场，可参阅上题）。
设该三次树的数据场的值为一个字符，请编写一个程序，以树的两维形式表示打印节点的值。
图3即为树的二维表示形式。
在实现时，为了方便可用打点的方法代替直线。
1、（实习题）从键盘上输入一串正整数，最后输入－1作为输入结束的标志。
如输入的序列为：
2，5，7，23，48，96，……，-1。
请以这些正整数的值作为二叉排序树中的结点的数据场之值，建立一棵二叉排序树。
注意：
请采用动态存储方法保存这棵二叉排序树，事先并未知道该二叉排序树中的结点的个数。
2、（作业题）已知一棵排序二叉树，树中结点的形式为：
datainfoleftright
其中，data给出结点的数据场，info给出本结点的左子树中的结点总数，left和right分别给出本结点的左儿子和右儿子的地址。
数据场data和info的类型皆为int。
又已知该二叉排序树的根结点的地址为root。
请设计二个函数，分别实现下述功能：
1．按递增序找出该二叉排序树中的第i个小的结点。
2．插入数据场之值为x的结点，并仍应保持该二叉排序树的性质不
变。
3、（作业题）已知一棵二叉排序树，其根结点的地址为root。
请编写一个程序，构造出一棵具有相同结点的完全二叉树，且它同样是二叉排序树。
4、（选作题）在平衡的排序二叉树的中，试编写删除具有给定关键字的结点的函数。
实习四图
1、（实习题）以数偶的形式依次从键盘上输入一串数据。
（A，B）为从起始结点（其数据场之值为一大写的英文字母A），到终止结点（其数据场之值为一大写的英文字母B）的无向边。
最后输入（Z，Z）表示输入结束。
请用无向图的邻接多重表存储该无向图，并注意一定要使用动态存储结构。
2、（作业题）已知一以动态存储结构形式存储的，以邻接多重表表示的无向图。
请用KRUSKAL算法求出它的最小代价生成树。
3、（作业题）已知一以邻接矩阵形式存储的AOV图。
请求出它的所有的合理的拓扑排序的序列。
4、（选作题）已知一以动态存储结构形式存储的，以邻接表表示的有向图。
请求出它的强连通分量。
3、实习报告样例
一、实习题：
约瑟夫（Josephus）问题：
设有n个人围成一个圆圈，任意给定一个正整数m，从第一个人开始顺时针计数，计到第m个人，将其从圆圈中除去。
然后再从下一个人开始，周而复始，直到圆圈中只剩一个人为止，那么剩下的那个人就是赢家。
1．需求分析和说明
分析约瑟夫问题：
n个人围成圈，从第一个人开始，数到第m个人，删除并以下一个
人开始进行第二轮操作，直到最后一个人作为优胜者。
例如n=6,m=3,处理过程下图。
2．设计
n个人围圈，形成线性关系；
处理为逐个删除，故用链式结构合适；
又人员围成圆圈，所以此链式结构采用循环方式较好；
排号按照一个方向进行，故数据结构采用带头结点的单向循环链表。
假设人员以首次的编号命名，对每个人员采用编号和姓名加以描述。
存储结构：
structperson{//定义人员信息，包括序号和姓名
intno;
charname[10];
};
//circlinklist.h
单向循环链表类
template<
classElemType>
classCircLinkList{
CircLinkListNode<
ElemType>
*head,*tail;
//指向表头结头和尾结点
*currPtr;
//指向当前工作结点
*prevPtr；
//指向当前工作结点的前一结点intsize;
//表中元素的个数
intposition;
//表中当前元素所在的元素序号（位置）
public:
CircLinkList（）；
//构造函数
~CircLinkList（）；
//析构函数
voidClear（）；
//链表置空
intLength（）const{returnsize;
}；
//求链表长度
boolIsEmpty（）const{return（size==0）;
//判断链表是否空
boolIsEnd（）const{return（currPtr=tail）;
//当前结点是否是尾结点
intCurrentPosition（）const{returnposition;
//返回当前结点的序号
ElemTypeData（）const;
//返回当前指针所指的结点中的元素值
voidGoNext（）;
//将当前指针指向当前结点后面的一个结点
voidReset（intpos）；
//将当前指针指向序号为pos的结点
*Find（ElemTypee）;
//查找从当前结点起第一个元素值为e的结点
//各种位置上的插入操作
voidInsertFront（constElemTypee）；
//在首结点位置上插入元素值为e的新结点
voidInsertTail（constElemTypee）；
//在尾结点之后插入元素值为e的新结点，使其成为新的尾结点
voidInsertAt（constElemTypee）；
//在当前结点位置上插入元素值为e的新结点，
//原来的当前结点成为其后一个结点
voidInsertAfter（constElemTypee）；
//在当前结点之后插入元素值为e的新结点
ElemTypeRemoveFront（）;
//删除首结点，并返回其元素值
ElemTypeRemoveAt（）;
//删除当前结点，并返回其元素值
算法思想：
声明一个person类型的单向循环链表。
从键盘顺序输入n个人的姓名,建立约瑟夫环。
计数并逐个读取并删除第m个人，直到链表为空，其中最后一个被读出的即优胜者。
调用关系：
程序任务简单，故设计在一个main（）函数内，只设计类成员函数的调用，无另外的子程序或函数。
算法实现框架：
3．用户手册：
运行程序，按照屏幕提示分别输入圈内人数n，正整数m和n个人的姓名，之后屏幕将显示按照输入次序排好的人员被逐个删除的次序，最后显示最后的出优胜者。
4．调试报告：
时间复杂度分析：
该算法在建立时的时间复杂度为O（n）,删除时时间耗费在逐个数元素上，按照第m个删除的原则，不妨将n个元素分成若干组，每组m个人，n个人最多分n/m+1组。
扩展
最后一组，使其也是m个人，对组内元素从1到m排号，每组排号为m的只数到一次便被删除；
第二圈数每组排号为1的被删除，每个元素数过2次；
第三圈数每组排号为2的被删除，每个元素数过3次；
最后，第m圈,每组排号为m-1的被删除，每个元素数过m次；
故总删除总的时间为：
（n/m+1）（1+2+3+…+m）=m（m+1）（n/m+1）/2，时间
复杂度为：
O（n*m）；
缩小最后一组，使其是0个人，同上可得删除总的时间为：
（n/m）（1+2+3+…+m）=m（m+1）（n/m）/2，时间复杂度也为：
综合建立和删除，算法时间复杂度为：
O（n*m）
算法改进思路：
在对元素数数删除过程中，总是要去判断是否是头结点并绕过它，可以改进一下，去掉头结点，由此看来，并非链式结构带有头结点都有益处。
改进后性能可以提高，但时间复杂度依然为：
5．附录
源程序清单
//josephusRing.cpp
#include<
iostream.h>
#include"
circlinklist.h"
intno;
charname[10];
voidmain（）{
CircLinkList<
person>
josephusRing;
//声称一个单向循环链表类对象
persontemp;
inti;
intn,m;
//共有n个人，计数到m删除
//从键盘输入总人数n
cout<
<
"
Inputthenumberofpeople:
;
cin>
>
n;
endl;
//从键盘输入计数标准m
Inputcountnumber:
m;
//顺序输入n个人的姓名,建立约瑟夫环
Inputeveryperson'
sname:
for（i=1;
i<
=n;
i++）
{cin>
temp.name;
//输入姓名
temp.no=i;
//将输入次序作为人员编号
josephusRing.InsertTail（temp）;
//将新来人员信息加入到链表尾部
}
//计数并逐个删除第m个人，直到链表为空
josephusRing.Reset
（1）;
//当前结点设置为首结点
i=0;
cout<
Deletedorder:
"
while（!
josephusRing.IsEmpty（））{//以链表为空作为结束条件
josephusRing.GoNext（）;
//将当前结点设置为当前结点的下一个结点
if（josephusRing.CurrentPosition（）!
=0）i++;
//如果当前结点不是头结点，计数值加1,否则跳过头结点，计数值不变
if（i==m）{//如果计数到m，要删除当前结点
temp=josephusRing.RemoveAt（）;
//删除当前结点，当前结点顺其next指针变为下一个结点
cout<
temp.no<
temp.name<
//将删除的结点中的值在屏幕输出
//如果当前结点非头结点，已经进入下一轮计数，计数器值设置为1
//如果当前结点为头结点，还未进入下一轮计数，计数器值设置为0
if（josephusRing.CurrentPosition（）!
=0）
i=1;
elsei=0;
}
Thewinneris:
//返回优胜者姓名
}
测试数据：
6个人，非别为Ann、Bill、Cherry、David、Elan、Fred，每次删除第3个人，预计运行结果为：
逐次删除Cherry、Fred、David、Bill、Elan、Ann，赢者为：
Ann
测试及运行结果：
6
3
Bill
Cherry
David
Elan
Fred
3Cherry
6Fred
4David
2Bill
5Elan
1Ann
Ann
运行结果分析：
运行结果符合预定目标
升级会员 