数据结构实验报告答案.docx
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数据结构实验报告答案
数据结构（C语言版）实验报告
专业班级学号姓名
实验1
实验题目：
单链表的插入和删除
实验目的：
了解和掌握线性表的逻辑结构和链式存储结构，掌握单链表的基本算法及相关的时间性能分析。
实验要求：
建立一个数据域定义为字符串的单链表，在链表中不允许有重复的字符串；根据输入的字符串，先找到相应的结点，后删除之。
实验主要步骤：
1、分析、理解给出的示例程序。
2、调试程序，并设计输入数据（如：
bat，cat，eat，fat，hat，jat，lat，mat，#），测试程序的如下功能：
不允许重复字符串的插入；根据输入的字符串，找到相应的结点并删除。
3、修改程序：
（1）增加插入结点的功能。
（2）将建立链表的方法改为头插入法。
程序代码:
#include"stdio.h"
#include"string.h"
#include"stdlib.h"
#include"ctype.h"
typedefstructnode//定义结点
{
chardata[10];//结点的数据域为字符串
structnode*next;//结点的指针域
}ListNode;
typedefListNode*LinkList;//自定义LinkList单链表类型
LinkListCreatListR1（）;//函数，用尾插入法建立带头结点的单链表
LinkListCreatList（void）;//函数，用头插入法建立带头结点的单链表
ListNode*LocateNode（）;//函数，按值查找结点
voidDeleteList（）;//函数，删除指定值的结点
voidprintlist（）;//函数，打印链表中的所有值
voidDeleteAll（）;//函数，删除所有结点，释放内存
ListNode*AddNode（）;//修改程序：
增加节点。
用头插法，返回头指针
//==========主函数==============
voidmain（）
{
charch[10],num[5];
LinkListhead;
head=CreatList（）;//用头插入法建立单链表，返回头指针
printlist（head）;//遍历链表输出其值
printf（"Deletenode（y/n）:
"）;//输入"y"或"n"去选择是否删除结点
scanf（"%s",num）;
if（strcmp（num,"y"）==0||strcmp（num,"Y"）==0）{
printf（"PleaseinputDelete_data:
"）;
scanf（"%s",ch）;//输入要删除的字符串
DeleteList（head,ch）;
printlist（head）;
}
printf（"Addnode?
（y/n）:
"）;//输入"y"或"n"去选择是否增加结点
scanf（"%s",num）;
if（strcmp（num,"y"）==0||strcmp（num,"Y"）==0）
{
head=AddNode（head）;
}
printlist（head）;
DeleteAll（head）;//删除所有结点，释放内存
}
//==========用尾插入法建立带头结点的单链表===========
LinkListCreatListR1（void）
{
charch[10];
LinkListhead=（LinkList）malloc（sizeof（ListNode））;//生成头结点
ListNode*s,*r,*pp;
r=head;
r->next=NULL;
printf（"Input#toend"）;//输入"#"代表输入结束
printf（"\nPleaseinputNode_data:
"）;
scanf（"%s",ch）;//输入各结点的字符串
while（strcmp（ch,"#"）!
=0）{
pp=LocateNode（head,ch）;//按值查找结点，返回结点指针
if（pp==NULL）{//没有重复的字符串，插入到链表中
s=（ListNode*）malloc（sizeof（ListNode））;
strcpy（s->data,ch）;
r->next=s;
r=s;
r->next=NULL;
}
printf（"Input#toend"）;
printf（"PleaseinputNode_data:
"）;
scanf（"%s",ch）;
}
returnhead;//返回头指针
}
//==========用头插入法建立带头结点的单链表===========
LinkListCreatList（void）
{
charch[100];
LinkListhead,p;
head=（LinkList）malloc（sizeof（ListNode））;
head->next=NULL;
while
（1）
{
printf（"Input#toend"）;
printf（"PleaseinputNode_data:
"）;
scanf（"%s",ch）;
if（strcmp（ch,"#"））
{
if（LocateNode（head,ch）==NULL）
{
strcpy（head->data,ch）;
p=（LinkList）malloc（sizeof（ListNode））;
p->next=head;
head=p;
}
}
else
break;
}
returnhead;
}
//==========按值查找结点，找到则返回该结点的位置，否则返回NULL==========
ListNode*LocateNode（LinkListhead,char*key）
{
ListNode*p=head->next;//从开始结点比较
while（p!
=NULL&&strcmp（p->data,key）!
=0）//直到p为NULL或p->data为key止
p=p->next;//扫描下一个结点
returnp;//若p=NULL则查找失败，否则p指向找到的值为key的结点
}
//==========修改程序：
增加节点=======
ListNode*AddNode（LinkListhead）
{
charch[10];
ListNode*s,*pp;
printf（"\nPleaseinputaNewNode_data:
"）;
scanf（"%s",ch）;//输入各结点的字符串
pp=LocateNode（head,ch）;//按值查找结点，返回结点指针
printf（"ok2\n"）;
if（pp==NULL）{//没有重复的字符串，插入到链表中
s=（ListNode*）malloc（sizeof（ListNode））;
strcpy（s->data,ch）;
printf（"ok3\n"）;
s->next=head->next;
head->next=s;
}
returnhead;
}
//==========删除带头结点的单链表中的指定结点=======
voidDeleteList（LinkListhead,char*key）
{
ListNode*p,*r,*q=head;
p=LocateNode（head,key）;//按key值查找结点的
if（p==NULL）{//若没有找到结点，退出
printf（"positionerror"）;
exit（0）;
}
while（q->next!
=p）//p为要删除的结点，q为p的前结点
q=q->next;
r=q->next;
q->next=r->next;
free（r）;//释放结点
}
//===========打印链表=======
voidprintlist（LinkListhead）
{
ListNode*p=head->next;//从开始结点打印
while（p）{
printf（"%s,",p->data）;
p=p->next;
}
printf（"\n"）;
}
//==========删除所有结点，释放空间===========
voidDeleteAll（LinkListhead）
{
ListNode*p=head,*r;
while（p->next）{
r=p->next;
free（p）;
p=r;
}
free（p）;
}
实验结果：
Input#toendPleaseinputNode_data:
bat
Input#toendPleaseinputNode_data:
cat
Input#toendPleaseinputNode_data:
eat
Input#toendPleaseinputNode_data:
fat
Input#toendPleaseinputNode_data:
hat
Input#toendPleaseinputNode_data:
jat
Input#toendPleaseinputNode_data:
lat
Input#toendPleaseinputNode_data:
mat
Input#toendPleaseinputNode_data:
#
mat,lat,jat,hat,fat,eat,cat,bat,
Deletenode（y/n）:
y
PleaseinputDelete_data:
hat
mat,lat,jat,fat,eat,cat,bat,
Insertnode（y/n）:
y
PleaseinputInsert_data:
put
position:
5
mat,lat,jat,fat,eat,put,cat,bat,
请按任意键继续...
示意图：
lat
jat
hat
fat
eat
cat
bat
mat
NULL
head
lat
jat
hat
fat
eat
cat
bat
mat
head
lat
jat
fat
eat
put
cat
bat
mat
head
NULL
NULL
心得体会：
本次实验使我们对链表的实质了解更加明确了，对链表的一些基本操作也更加熟练了。
另外实验指导书上给出的代码是有一些问题的，这使我们认识到实验过程中不能想当然的直接编译执行，应当在阅读并完全理解代码的基础上再执行，这才是实验的意义所在。
实验2
实验题目：
二叉树操作设计和实现
实验目的：
掌握二叉树的定义、性质及存储方式，各种遍历算法。
实验要求：
采用二叉树链表作为存储结构，完成二叉树的建立，先序、中序和后序以及按层次遍历的操作，求所有叶子及结点总数的操作。
实验主要步骤：
1、分析、理解程序。
2、调试程序，设计一棵二叉树，输入完全二叉树的先序序列，用#代表虚结点（空指针），如ABD###CE##F##，建立二叉树，求出先序、中序和后序以及按层次遍历序列，求所有叶子及结点总数。
实验代码
#include"stdio.h"
#include"stdlib.h"
#include"string.h"
#defineMax20//结点的最大个数
typedefstructnode{
chardata;
structnode*lchild,*rchild;
}BinTNode;//自定义二叉树的结点类型
typedefBinTNode*BinTree;//定义二叉树的指针
intNodeNum,leaf;//NodeNum为结点数，leaf为叶子数
//==========基于先序遍历算法创建二叉树==============
//=====要求输入先序序列，其中加入虚结点"#"以示空指针的位置==========
BinTreeCreatBinTree（void）
{
BinTreeT;
charch;
if（（ch=getchar（））=='#'）
return（NULL）;//读入#，返回空指针
else{
T=（BinTNode*）malloc（sizeof（BinTNode））;//生成结点
T->data=ch;
T->lchild=CreatBinTree（）;//构造左子树
T->rchild=CreatBinTree（）;//构造右子树
return（T）;
}
}
//========NLR先序遍历=============
voidPreorder（BinTreeT）
{
if（T）{
printf（"%c",T->data）;//访问结点
Preorder（T->lchild）;//先序遍历左子树
Preorder（T->rchild）;//先序遍历右子树
}
}
//========LNR中序遍历===============
voidInorder（BinTreeT）
{
if（T）{
Inorder（T->lchild）;//中序遍历左子树
printf（"%c",T->data）;//访问结点
Inorder（T->rchild）;//中序遍历右子树
}
}
//==========LRN后序遍历============
voidPostorder（BinTreeT）
{
if（T）{
Postorder（T->lchild）;//后序遍历左子树
Postorder（T->rchild）;//后序遍历右子树
printf（"%c",T->data）;//访问结点
}
}
//=====采用后序遍历求二叉树的深度、结点数及叶子数的递归算法========
intTreeDepth（BinTreeT）
{
inthl,hr,max;
if（T）{
hl=TreeDepth（T->lchild）;//求左深度
hr=TreeDepth（T->rchild）;//求右深度
max=hl>hr?
hl:
hr;//取左右深度的最大值
NodeNum=NodeNum+1;//求结点数
if（hl==0&&hr==0）leaf=leaf+1;//若左右深度为0，即为叶子。
return（max+1）;
}
elsereturn（0）;
}
//====利用"先进先出"（FIFO）队列，按层次遍历二叉树==========
voidLevelorder（BinTreeT）
{
intfront=0,rear=1;
BinTNode*cq[Max],*p;//定义结点的指针数组cq
cq[1]=T;//根入队
while（front!
=rear）
{
front=（front+1）%NodeNum;
p=cq[front];//出队
printf（"%c",p->data）;//出队，输出结点的值
if（p->lchild!
=NULL）{
rear=（rear+1）%NodeNum;
cq[rear]=p->lchild;//左子树入队
}
if（p->rchild!
=NULL）{
rear=（rear+1）%NodeNum;
cq[rear]=p->rchild;//右子树入队
}
}
}
//====数叶子节点个数==========
intcountleaf（BinTreeT）
{
inthl,hr;
if（T）{
hl=countleaf（T->lchild）;
hr=countleaf（T->rchild）;
if（hl==0&&hr==0）//若左右深度为0，即为叶子。
return
（1）;
elsereturnhl+hr;
}
elsereturn0;
}
//==========主函数=================
voidmain（）
{
BinTreeroot;
chari;
intdepth;
printf（"\n"）;
printf（"CreatBin_Tree；Inputpreorder:
"）;//输入完全二叉树的先序序列，
//用#代表虚结点，如ABD###CE##F##
root=CreatBinTree（）;//创建二叉树，返回根结点
do{//从菜单中选择遍历方式，输入序号。
printf（"\t**********select************\n"）;
printf（"\t1:
PreorderTraversal\n"）;
printf（"\t2:
IorderTraversal\n"）;
printf（"\t3:
Postordertraversal\n"）;
printf（"\t4:
PostTreeDepth,Nodenumber,Leafnumber\n"）;
printf（"\t5:
LevelDepth\n"）;//按层次遍历之前，先选择4，求出该树的结点数。
printf（"\t0:
Exit\n"）;
printf（"\t*******************************\n"）;
fflush（stdin）;
scanf（"%c",&i）;//输入菜单序号（0-5）
switch（i-'0'）{
case1:
printf（"PrintBin_treePreorder:
"）;
Preorder（root）;//先序遍历
break;
case2:
printf（"PrintBin_TreeInorder:
"）;
Inorder（root）;//中序遍历
break;
case3:
printf（"PrintBin_TreePostorder:
"）;
Postorder（root）;//后序遍历
break;
case4:
depth=TreeDepth（root）;//求树的深度及叶子数
printf（"BinTreeDepth=%dBinTreeNodenumber=%d",depth,NodeNum）;
printf（"BinTreeLeafnumber=%d",countleaf（root））;
break;
case5:
printf（"LevePrintBin_Tree:
"）;
Levelorder（root）;//按层次遍历
break;
default:
exit
（1）;
}
printf（"\n"）;
}while（i!
=0）;
}
实验结果：
CreatBin_Tree；Inputpreorder:
ABD###CE##F##
**********select************
1:
PreorderTraversal
2:
IorderTraversal
3:
Postordertraversal
4:
PostTreeDepth,Nodenumber,Leafnumber
5:
LevelDepth
0:
Exit
*******************************
1
PrintBin_treePreorder:
ABDCEF
2
PrintBin_TreeInorder:
DBAECF
3
PrintBin_TreePostorder:
DBEFCA
4
BinTreeDepth=3BinTreeNodenumber=6BinTreeLeafnumber=3
5
LevePrintBin_Tree:
ABCDEF
0
Pressanykeytocontinue
二叉树示意图
A
B
F
E
D
C
心得体会：
这次实验加深了我对二叉树的印象，尤其是对二叉树的各种遍历操作有了一定的了解。
同时认识到，在设计程序时辅以图形化的描述是非常有用处的。
实验3
实验题目：
图的遍历操作
实验目的：
掌握有向图和无向图的概念；掌握邻接矩阵和邻接链表建立图的存储结构；掌握DFS及BFS对图的遍历操作；了解图结构在人工智能、工程等领域的广泛应用。
实验要求：
采用邻接矩阵和邻接链表作为图的存储结构，完成有向图和无向图的DFS和BFS操作。
实验主要步骤：
设计一个有向图和一个无向图，任选一种存储结构，完成有向图和无向图的DFS（深度优先遍历）和BFS（广度优先遍历）的操作。
1．邻接矩阵作为存储结构
#include"stdio.h"
#include"stdlib.h"
#defineMaxVertexNum100//定义最大顶点数
typedefstruct{
charvexs[MaxVertexNum];//顶点表
intedges[MaxVertexNum][MaxVertexNum];//邻接矩阵，可看作边表
intn,e;//图中的顶点数n和边数e
}MGraph;//用邻接矩阵表示的图的类型
//=========建立邻接矩阵=======
voidCreatMGraph（MGraph*G）
{
inti,j,k;
chara;
printf（"InputVertexNum（n）andEdgesNum（e）:
"）;
scanf（"%d,%d",&G->n,&G->e）;//输入顶点数和边数
scanf（"%c",&a）;
printf（"InputVertexstring:
"）;
for（i=0;in;i++）
{
scanf（"%c",&a）;
G->vexs[i]=a;//读入顶点信息，建立顶点表
}
for（i=0;in;i++）
for（j=0;jn;j++）
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