数据结构实验.docx

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数据结构实验

数

据

结

构

实

验

指

导

书

实验一线性表的顺序存储结构

一、实验学时4学时

二、背景知识:

顺序表的插入、删除及应用。

三、目的要求：

1．掌握顺序存储结构的特点。

2．掌握顺序存储结构的常见算法。

四、实验内容

1．从键盘随机输入一组整型元素序列，建立顺序表。

（注意：

不可将元素个数和元素值写死在程序中）

2．实现该顺序表的遍历（也即依次打印出每个数据元素的值）。

3．在该顺序表中顺序查找某一元素,如果查找成功返回1,否则返回0。

4．实现把该表中某个数据元素删除。

5．实现在该表中插入某个数据元素。

6．实现两个线性表的归并（仿照课本上P26算法2.7）。

7.编写一个主函数,调试上述6个算法。

五、实现提示

1.存储定义

#include

#include

#defineMAXSIZE100//表中元素的最大个数

typedefintElemType；//元素类型

typedefstructlist{

ElemType*elem;//静态线性表

intlength;//表的实际长度

intlistsize;//表的存储容量

}SqList;//顺序表的类型名

2.建立顺序表时可利用随机函数自动产生数据。

3.为每个算法功能建立相应的函数分别调试，最后在主函数中调用它们。

六、注意问题

插入、删除元素时对于元素合法位置的判断。

七、测试过程

1.先从键盘输入元素个数，假设为6。

2.从键盘依次输入6个元素的值（注意：

最好给出输入每个元素的提示，否则除了你自己知道之外，别人只见光标在闪却不知道要干什么），假设是：

10,3,8,39,48，2。

3．遍历该顺序表。

4.输入待查元素的值例如39（而不是待查元素的位置）进行查找，因为它在表中所以返回1。

假如要查找15,因为它不存在，所以返回0。

5.输入待删元素的位置将其从表中删掉。

此处需要注意判断删位置是否合法，若表中有n个元素，则合法的删除位置是[1,n]。

例如，该示例中的合法删除位置是[1,6],输入其它位置均应报错。

提示：

删除完毕后再调用遍历函数打印一下结果，看删除的是否正确。

6.输入待插入元素值和待插入的位置，进行插入操作。

注意：

要判断待插入位置的合法性，应是[1,n+1]。

此示例中合法插入位置是[1,7],输入其它位置均应报错。

同理，插入完毕后也要调用遍历函数，看看插入的结果是否正确。

7.要实现两个表的归并，需要先建立两个顺序表LA和LB，依照算法2.7归并后将结果放入LC表中，故而归并操作结束后也要对LC表进行遍历，以验证结果的正确。

实验二链式存储结构----单链表的有关操作

一、实验学时8学时

二、背景知识：

单链表的插入、删除及应用。

三、目的要求

1．掌握单向链表的存储特点及其实现。

2．掌握单向链表的插入、删除算法及其应用算法的程序实现。

四、实验内容

1．随机产生或键盘输入一组元素，建立一个带头结点的单向链表（无序）。

2．遍历单向链表。

3．把单向链表中元素原地逆置（即不允许申请新的结点空间）。

4．在单向链表中删除所有的偶数位置的元素结点。

（注：

不是删除数据域的值为偶数的结点）

五、实验说明

1．类型定义

#include

typedefintElemType；//元素类型

typedefstructLNode

{

ElemTypedata;

structLNode*next;

}LNode,*LinkList;

2．为了算法实现简单，最好采用带头结点的单向链表。

六、注意问题

1．重点理解链式存储的特点及指针的含义。

2．注意比较顺序存储与链式存储的各自特点。

3．注意比较带头结点、无头结点链表实现插入、删除算法时的区别。

如果时间允许，请实现在不带头结点的单链表中的上述操作。

4．单向链表的操作是数据结构的基础，一定要注意对这部分的常见算法的理解。

七、测试过程

1.从键盘输入若干个元素以构造一个带头结点的单链表，例如：

23,18,3,94，39。

提示：

构造单链表可以用头插法，也可用尾插法，但是头插之后的结果正好是逆序的，而尾插是正序。

2.对该单链表进行遍历，打印出每个数据元素结点的数据域的值。

注意：

头结点的数据域可以不赋值，它不被打印，因为它只是为了编程统一引入的，并没有用它来装实际的数据。

3.对单链表进行原地逆置。

注意：

原地逆置是指不增加额外的存储空间，故而应该只修改该链表的指针值，而不开辟新的单元就完成逆置。

提示：

头插法产生的结果正好是逆序的，所以可将原链表中的数据元素结点依次摘下，用头插法插入到头结点后面，就实现了原地逆置。

4.删除链表中的偶数位置元素，即删除链表中的2号、4号、6号、8号……元素。

提示：

删除i号结点，需要将i-1号结点的指针域指向i+1号结点。

所以，要完成删除偶数位置结点，一方面要记录每个结点的位序，另一方面要记录它的前一结点位置以方便删除。

5.注意测试边界数据，例如链表长度为0。

实验三栈和队列的应用

一、实验学时4学时

二、背景知识：

入栈、出栈，入队、出队。

三、目的要求

1．掌握栈、队列的思想及其存储实现。

2．掌握栈、队列的常见算法的程序实现。

四、实验内容

1．采用顺序存储实现栈的初始化、入栈、出栈、判栈空操作。

2．采用顺序存储实现循环队列的初始化、入队、出队操作。

3．综合训练:

1）利用栈实现求一个十进制数的二进制表示算法。

2）利用栈实现表达式中括号匹配算法。

五、基本要求

1.实现算法3中的某一个即可。

2.类型定义

顺序栈示例

#defineMAX100//栈的最大值

typedef　struct

{ElemType*base；

inttop；

}SqStack；

顺序队列示例

#defineMAX100//队列的最大长度

typedef　struct

{ElemType*base；

intfront，rear；

}SqQueue；

六、注意问题

重点理解栈、队列的算法思想，能够根据实际情况选择合适的存储结构。

七、测试过程

1.先做好栈的构造、入栈、出栈、判栈空函数，以及队列的构造、入队、出队函数，并进行相应检测。

2.十进制转二进制问题参照课本P48算法3.1来完成。

要求输入一个任意的十进制数，得到其对应的二进制数。

3.括号匹配问题也采用栈来完成，实现思路参考课本P49。

要求从键盘读入圆括号和方括号的任意序列，输出“匹配”或“此串括号匹配不合法”的信息。

例如，读入（[]（）），结果“匹配”。

读入[（]），结果“此串括号匹配不合法”。

实验四二叉树的常见操作

一、实验学时8学时

二、背景知识：

二叉树的存储、建立、遍历及其应用。

三、目的要求

1．掌握二叉树的存储实现。

2．掌握二叉树的遍历思想。

3．掌握二叉树的常见算法的程序实现。

四、实验内容

1．输入字符序列，建立二叉链表。

2．中序遍历二叉树:

递归算法。

3．求二叉树的高度。

4．求二叉树的叶子个数。

5．借助队列实现二叉树的层次遍历。

6．在主函数中设计一个简单的菜单，分别调试上述算法。

五、实验说明

１．类型定义//二叉链表存储

typedefcharElemType;//元素类型

typedefstructBiTNode

{ElemTypedata;

structBiTNode*lchild,*rchild;

}BiTNode,*BiTree;

２．元素类型可以根据实际情况选取。

六、注意问题

1．注意理解递归算法的执行步骤。

2．注意字符类型数据在输入时的处理。

七、测试过程

1.从键盘读入某二叉树的前序序列，以”*”或”#”或其它特殊字符代表空格，构造二叉树。

注意测试边界情况，例如空树也是二叉树。

2.在一次执行过程中，多次反复调用求树高和求叶结点数的函数，看看每次的结果是否都正确。

此处考查全局变量的应用。

实验五图的建立与遍历

一、实验学时6学时

二、背景知识：

图的建立、图的深度优先遍历和广度优先遍历

三、目的要求

1.掌握图的邻接矩阵和邻接表的两种存储结构。

2.区分有向图、无向图、有向网、无向网在存储上的不同之处。

3.理解图的深度优先遍历需要借助栈，图的广度优先遍历需要借助队列。

四、实验内容

1.建立有向图、无向图、有向网、无向网的邻接矩阵存储。

2.建立有向图、无向图、有向网、无向网的邻接表存储。

3.在邻接矩阵存储结构上进行图的深度和广度优先遍历。

4.在邻接表存储结构上进行图的深度和广度优先遍历。

五、实验说明

1.对于四种图的类型，选取一个做实验内容1和2中的一个。

2.依据选取的存储结构，选做实验内容3和4中的一个。

六、注意问题

1.注意图的顶点集是非空有限集，边集是有限集。

2.图的存储结构和起始顶点一旦确定，它的遍历序列就是唯一的了。

3.图的遍历可从任意顶点出发，为方便起见，我们取第一个顶点作为出发点。

七、测试过程

1.从键盘敲入图的顶点数和边数，判断这两个值的合法性。

2.依次读入n个顶点，构造顶点集。

3.依次读入e条边，将其添入到邻接矩阵或邻接表中。

4.参照课本P169算法7.4和7.5完成图的深度优先遍历。

5.参照课本P170算法7.6完成图的广度优先遍历。

实验六折半查找验证实验

一、实验学时：

2学时

二、背景知识：

折半查找算法

三、目的要求

1.掌握折半查找算法的基本思想；

2.掌握折半查找算法的实现方法；

3.掌握折半查找算法的时间性能。

4.自己确实掌握一种排序算法，理解时间性能好的那几种算法。

四、实验内容

1.对给定的数组（假设长度为n）排序。

排序算法任选，但要求对于简单的排序算法，比如简单插入排序、简单选择排序、冒泡排序，要脱离课本自己单独能写出来。

对于复杂的排序算法，比如堆排序、快速排序、归并排序，要求理解算法的思想，脱离课本也能写出大致框架。

2.查找数组中与给定值k相等的元素。

五、实验说明

类型定义：

typedefintElemType;

typedefstruct{

ElemType*elem;//数组元素存储空间地址

Intlength;//表长度

}SSTable//静态查找表的顺序存储结构

六、注意问题

1.此处数据元素是int类型，所以不用求其关键字。

2.需要预先实现EQ（int,int）函数。

七、测试过程

1.从键盘敲入元素序列，而不是在程序中写死。

2.排序算法任选。

3.基于排序后生成的有序表进行折半查找。