东华大学数据结构课程设计Word文档格式.docx
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在每次选择菜单后，输出相应的结果，并且询问下次操作的项目。
3程序所能达到的功能：
完成5种排序和性能测试，删除线性表中所有值为item的数据元素。
每次操作结束后，都会有菜单方便用户进行下一步的操作。
4测试数据：
A．菜单显示为：
请输入您要测试的项目：
1．顺序存储的线性表5种排序算法
»
选择1
显示请输入元素个数
输入整数
输出5种排序方法排序后的元素
2．删除线性表中所有值为item的数据元素
选择2
显示依次输入元素，按空格分开
显示请输入item的值（整数）
输出剩下的元素
3．性能测试
选择3
输出5种排序（有序/随机元素）的时间
0．退出管理系统
选择0
退出当前程序
4.1.4概要设计
1）为了实现上述程序功能，需要定义顺序表的抽象数据类型：
typedefstructlist
{
intkey;
//关键字项
}RedType;
//记录类型
typedefstruct
RedTyper[MAXSIZE];
//r[0]闲置或用作哨兵单元
intlength;
//顺序表长度，参加排序元素的实际个数
}SqList;
//顺序表类型
2）本程序包含16个函数：
1voidInitialRandom（SqList*L）ContactList
2voidInitial（SqList*L）
3voidMerge（RedTypeSR[],RedTypeTR[],inti,intm,intn）
4voidMsort（RedTypeSR[],RedTypeTR1[],ints,intt）
5voidMergesort（SqList*L）
6voidchoice（SqList*L）
7voidbubble（SqList*L）
8voidquicksort（SqList*L,intstart,intend）
9voidHeapsort（SqList*L）
10voidHeapAdjust（SqList*L,ints,intm）
11voidout（SqList*L）
12intDelete（SqList*L,intitem）
13voidOrderInitial（SqList*L）
14voidInOrderInitial（SqList*L）
15voidPerformance（）
16intmain（）
4.1.5详细代码
见附录一
4.1.6使用说明
程序执行后出现如图4.1-2的菜单：
图4.1-2菜单
菜单共有四个选项，选择不同的选项会出现相应的提示进行下一步操作：
选择1：
顺序存储的线性表5种排序算法
选择2：
删除线性表中所有值为item的数据元素
选择3：
性能测试
选择0：
退出
4.1.7测试结果与分析
1．顺序存储的线性表5种排序算法，如图4.1-3：
图4.1-3
实验结果：
生成随机数，用5种方法从小到大排序
2．删除线性表中所有值为item的数据元素，如图4.1-4：
图4.1-4删除元素
分三类讨论，分别是删除第一个，最后一个，当中元素
3．性能测试，如图4.1-5：
如图4.1-5一万元素性能测试
如图4.1-6五十万元素性能测试
分别生成有序和无需的元素，用5种排序方法分别排序，并输出时间
注意：
VS6.0中10万元素以上就会溢出，特别是快速排序只能在1万元素时实现，否则栈会溢出，故在50万测试时把快速排序的函数用“//”注释掉，因此时间为0。
4．输入0退出
4.1.8参考文献
[1]严蔚敏等著，数据结构（C语言版），清华大学出版社
[2]高一凡著，数据结构算法解析，清华大学出版社
4.2链表的应用
4.2.1设计目的
熟悉链表的应用
4.2.2设计内容及要求
1）删除元素使两个链表相等。
2）猴子选大王。
3）非循环双向链表按频度排序。
4）稀疏矩阵的存储
4.2.3需求分析
本程序用C编写，完成4种链表功能，并且需要一个菜单让用户自主选择执行的功能。
5输出的形式：
6程序所能达到的功能：
完成4种链表功能。
7测试数据：
显示创建链表A/B,请将递增输入整数，用空格分开，输入-1结束
输入整数……..-1
显示删除元素后A,B链表为:
输出A,B中的元素
2．猴子选大王
显示请输入猴子总数n
显示请输入出局猴子报的数m（m<
n）
输出i号猴子为大王
3．非循环双向链表按频度排序
显示请输入元素值（1-10整数），用空格分开,-1表示结束
显示随机访问10次元素，令元素freq加1并，
使此链表中结点保持按访问频度递减的顺序排列，随机访问的元素为
输出按freq排序后的元素
4．稀疏矩阵的存储
选择4
显示请输入矩阵的总行数，总列数，用空格分开,行与列从0记起
输入ab（整数）
显示建立第一/二个矩阵
输入例如<
012>
<
103>
146>
-1-1-1>
输出输出第一/二个矩阵
输出输出相加后的矩阵
4.2.4概要设计
1）为了实现上述程序功能，需要定义链表的抽象数据类型：
//这是单链表
typedefstructLNode{
intdata;
structLNode*next;
}LNode,*LinkList;
//双向链表
typedefstructDuLNode{
intdata,freq;
//freq是频率
structDuLNode*prev,*next;
//前后两个指针
}DuLNode,*DuLinkList;
//矩阵结点
typedefstructMatrixNode{
introw,column,data;
//行列数值
structMatrixNode*next;
}MatrixNode,*MatrixList;
2）本程序包含17个函数：
voidInitial（LinkList&
L）
//建立链表
intnot_in_L（intm,LinkListL）
//判断元素是否在L中
voiddel（LinkListL1,LinkListL2）
//对L1操作，删除在L1中而不在L2中的元素
voidoutput（LinkListL）
//输出链表
voidfun1（）
voidMonkey（）
//猴子选大王
voidfun2（）
voidInitDuList（DuLinkList&
//创建有表头结点的双向链表
DuLNode*Locate（DuLNode*L,intx）
//在L中找到值为x的节点，freq值加一，返回找到结点的地址，类型为指针型
//对p所指结点进行插入，使链表中结点保持按访问频度递减排列
voidOutputDuLink（DuLinkListL）
输出双向链表
voidfun3（）
voidInitMatrix（MatrixList&
//创建稀疏矩阵
intFindData（MatrixListL,inta,intb）
//返回矩阵L的a行b列的值
voidAddMatrix（MatrixListA,MatrixListB,MatrixList&
C,inthang,intlie）
//矩阵C=A+B
voidMatrixOutput（MatrixListL,inthang,intlie）
//输出矩阵
voidfun4（）
intmain（）
4.2.5详细代码
见附录二
4.2.6使用说明
程序执行后出现如图4.2-2的菜单：
图4.2-2菜单
菜单共有五个选项，选择不同的选项会出现相应的提示进行下一步操作：
删除元素使两个链表相等
猴子选大王
非循环双向链表按频度排序
选择4：
稀疏矩阵的存储
4.2.7测试结果与分析
1．删除元素使两个链表相等，如图4.2-3：
图4.2-3
输出删除元素后的A,B链表，若有相同的元素则保留
2．猴子选大王，如图4.2-4：
图4.2-4删除元素
输出几号猴子是大王
3．非循环双向链表按频度排序，如图4.2-5：
图4.2-5
随机访问链表10次，按照频度由大到小排列输出
4．稀疏矩阵的存储，如图4.2-6
输入数据：
+
=
图4.2-6
输出相加后的矩阵
5．输入0退出
4.2.8参考文献
4.3树与二叉树
4.3.1设计目的
熟悉二叉树的应用
4.3.2设计内容及要求
1）输入字符序列，建立二叉链表，中序遍历二叉树输出。
2）二叉树的叶子结点按从左到右的顺序连成一个单链表
3）判断某二叉树是否是完全二叉树。
4）判断某二叉树是否是二叉排序树
4.3.3需求分析
本程序用C编写，完成4种二叉树功能，并且需要一个菜单让用户自主选择执行的功能。
输入的元素是整形，输入值的范围是一位整数，输入空格开标节点为空。
8输出的形式：
9程序所能达到的功能：
完成4种二叉树功能。
10测试数据：
1．输入字符序列，建立二叉链表，中序遍历二叉树输出
显示请依次先序输入，两个元素之间不需要空格，
结点为空输入空格，按回车结束
输入例如：
12345回车
输出中序遍历输出二叉树
2．二叉树的叶子结点按从左到右的顺序连成一个单链表
输出先序遍历叶子节点，链表输出叶子节点
3．判断某二叉树是否是完全二叉树
输出是否是完全二叉树
4．判断某二叉树是否是二叉排序树
显示请依次先序输入，两个元素之间需要空格，
结点为空输入0，按回车结束
12300400500回车
输出是否是二叉排序
4.3.4概要设计
//data是char类型的二叉树
typedefstructBiTNode{
chardata;
structBiTNode*lchild,*rchild;
}BiTNode,*BiTree;
//data是int类型的二叉树
typedefstructBiTNode2{
structBiTNode2*lchild,*rchild;
}BiTNode2,*BiTree2;
2）本程序包含13个函数
//创建data是char类型的二叉树
voidCreateBiTree（BiTree&
T）
//创建data是int类型的二叉树
voidCreateBiTree2（BiTree2&
T）
//中序遍历
voidInOrder（BiTreeT）
//把二叉树的叶子结点按从左到右的顺序连成一个单链表，表头指针为head
voidLeafLinkList（BiTreeT）
//先序遍历叶子结点
voidPreOrderLeaf（BiTreeT）
//判断是否是完全二叉树层次遍历二叉树返回是true，否false
intCompleteBiTree（BiTreeT）
//int型中序遍历2
voidInOrder2（BiTree2T）
//判断是否是二叉排序树返回是true，否false
//二叉排序树的中序遍历是有序递增的
intSortTree（）
voidfun2（）
voidfun3（）
voidfun4（）
intmain（）
4.3.5详细代码
见附录三
4.3.6使用说明
图4.32菜单
输入字符序列，建立二叉链表，中序遍历二叉树输出
二叉树的叶子结点按从左到右的顺序连成一个单链表
判断某二叉树是否是完全二叉树
判断某二叉树是否是二叉排序树
4.3.7测试结果与分析
1．输入字符序列，建立二叉链表，中序遍历二叉树输出，如图4.33：
测试数据为：
图4.33
中序遍历输出二叉树
2．二叉树的叶子结点按从左到右的顺序连成一个单链表，如图4.4：
图4.34
先序遍历叶子节点，链表输出叶子节点
3．判断某二叉树是否是完全二叉树，如图4.35：
测试数据：
图4.35
第一棵树是完全二叉树，第二棵不是。
4．判断某二叉树是否是二叉排序树，如图4.36
图4.36
第一棵树是二叉排序树，第二棵不是
4.3.8参考文献
5体会与感想
经过这次实验，我对数据结构中的顺序表，链表，二叉树有了进一步的认识。
对于实现算法我总结出以下几点：
1.问题是否是已经学过的数据结构，如果不是，就阅读相关参考书，并加以自己的思考。
2.在测试数据是要注意分类讨论，考虑问题必须全面。
例如：
删除链表节点时，要考虑删除的元素位于链表中的第一个，最后一个，中间，删除后链表为空，链表本来为空，这5中情况进行测试。
3.在实现代码编译正确的同时，要注重代码的质量，其中包括代码实际的模块化，代码的风格（上下括号要匹配），测试代码要全面，没有漏洞。
4.在实现线性表第三个函数：
“分别生成有序和无需的元素，用5种排序方法分别排序，并输出时间时”快速排序会出现一些问题。
VS6.0中10万元素以上就会报错，特别是快速排序只能在1万元素时实现，否则栈会溢出，故在50万测试时把快速排序的函数用“//”注释掉，因此时间为0。
因此本实验中就用1万元素进行实验。
5.碰到一道题目如果没有思路时，可以先在纸上画出流程图，写出算法的分析，把题目的结果推算出来（例如画出完全二叉树、二叉排序树，写出中序遍历和先序遍历），这样可以使自己的变成思路变得清晰、明了。
对于解决复杂的问题有帮助。
对于算法的实现，尽量保证程序执行的高效率，尽量做到程序代码结构清晰，可读性良好，针对输入的数据进行多方面的分类讨论，程序的适应性良好。
操作界面加入提示，做到人性化。
为了实现这几个算法，经过思考后，我参考了书上的算法，并参考了一些课外资料，并加以自己的算法优化。
今后争取提高编程的速度与正确率，并进一步思考更有难度的代码。
附录：
设计一的代码
#include<
stdio.h>
time.h>
stdlib.h>
iostream>
usingnamespacestd;
#defineMAXSIZE10000//50万（vs6.0中10万以上就会报错）
//结构体
//顺序表类型
voidInitialRandom（SqList*L）
{
inti;
cout<
<
"
请输入元素个数"
endl;
cin>
>
L->
length;
srand（（unsigned）time（NULL））;
随机生成数字"
for（i=0;
i<
i++）
{
L->
r[i].key=rand（）%100;
cout<
r[i].key<
"
;
}
}
voidInitial（SqList*L）
依次输入元素，按空格分开"
cin>
r[i].key;
voidMerge（RedTypeSR[],RedTypeTR[],inti,intm,intn）
{//将有序的SR[i..m]和SR[m+1..n]由小到大合并成有序表TR[i..n]
//i开始。
m中间。
n结尾
intj,k,p,q;
k=i;
j=m+1;
p=i;
//将较小的放入TR中，i,j是指针，i指向开头，j指向中间
while（i<
=m&
&
j<
=n）
{
if（SR[i].key<
SR[j].key）
TR[k++].key=SR[i++].key;
else
TR[k++].key=SR[j++].key;
}
=m）
TR[k++]=SR[i++];
//将剩余的SR[i...m]复制到TR[]
while（j<
=n）
TR[k++].key=SR[j++].key;
//将剩余的SR[j...m]复制到TR[]
for（q=p;
q<
=n;
q++）//让SR与TR相等
SR[q].key=TR[q].key;
voidMsort（RedTypeSR[],RedTypeTR1[],ints,intt）
//将SR归并为SR，s开始。
t结尾
intm;
if（s==t）
TR1[s].key=SR[s].key;
else
{
m=（s+t）/2;
Msort（SR,TR1,s,m）;
//对SR第一部分调用递归排序
Msort（SR,TR1,m+1,t）;
//对SR第二部分调用递归排序
Merge（TR1,SR,s,m,t）;
//将TR合并为SR
voidMergesort（SqList*L）
{intn;
n=L->
RedType*b=newRedType[n];
Msort（L->
r,b,0,n-1）;
//a归并到b
//选择排序
voidchoice（SqList*L）
inti,j,k;
inttemp;
k=i;
for（j=i+1;
j<
j++）
if（L->
r[j].key<
r[k].key）
k=j;
if（i!
=k）//第i个元素与第k个元素交换
{
temp=L->
L->
r[i].key=L->
r[k].key;
r[k].key=temp;
}
//冒泡排序
voidbubble（SqList*L）
inti,j,temp;
for（j=L->
length-1;
j>
i;
j--）
r[i].key>
r[j].key）
{
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