数据结构实验报告C语言强力推荐.docx
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数据结构实验报告C语言强力推荐
数据结构实验
实验内容和目的：
掌握几种基本的数据结构：
集合、线性结构、树形结构等在求解实际问题中的应用，以及培养书写规范文档的技巧。
学习基本的查找和排序技术。
让我们在实际上机中具有编制相当规模的程序的能力。
养成一种良好的程序设计风格。
实验教材：
数据结构题集（C语言版）清华大学出版社2007年
实验项目：
实验一、栈和循环队列
㈠、实验内容：
1栈
掌握栈的特点（先进后出FILO）及基本操作,如入栈、出栈等，栈的顺序存储结构和链式存储结构，以便在实际问题背景下灵活应用。
本程序采用的是链栈结构，具有初始化一个栈、PUSH、POP、显示所有栈里的元素四个功能。
2循环队列
掌握队列的特点（先进先出FIFO）及基本操作,如入队、出队等，学会循环队列的实现，以便在实际问题背景下灵活运用。
本程序具有初始化一个队列、入队、出队、显示队列的所有元素、队列长度五个功能。
㈡、实验代码
1栈
程序代码：
#include
#include
#defineStack_Size6
#defineERROR0
#defineOK1
typedefintSElemType;
typedefstructSNode
{
SElemTypedata;
structSNode*next;
}SNode,*LinkStack;
intCreatTwo（LinkStack&head,intn）
{
inti;
SNode*p;
head=（LinkStack）malloc（sizeof（SNode））;
head->next=NULL;
printf（"请输入数据（数字）:
\n"）;
for（i=n;i>0;--i）
{
p=（SNode*）malloc（sizeof（SNode））;
scanf（"%d",&p->data）;
p->next=head->next;
head->next=p;
}
return1;
}
intmenu_select（）
{
intsn;
for（;;）
{
scanf（"%d",&sn）;
if（sn<1||sn>6）
printf（"\n\t输入错误，请重新输入\n"）;
else
break;
}
returnsn;
}
intPush（LinkStack&top,SElemTypee）
{
SNode*q;
q=（LinkStack）malloc（sizeof（SNode））;
if（!
q）
{
printf（"溢出!
\n"）;
return（ERROR）;
}
q->data=e;
q->next=top->next;
top->next=q;
return（OK）;
}
intPop（LinkStack&top,SElemType&e）
{
SNode*q;
if（!
top->next）
{printf（"error!
\n"）;
return（ERROR）;}
e=top->next->data;
q=top->next;
top->next=q->next;
free（q）;
return（OK）;
}
voidmain（）
{inte;
LinkStacktop;
printf（"1.初始化一个栈;\n2.PUSH;\n3.POP;\n4.显示所有栈里的元素;\n5.结束;\n"）;
while
（1）
{
switch（menu_select（））
{
case1:
if（CreatTwo（top,Stack_Size））printf（"Success!
\n"）;break;
case2:
printf（"Push:
\n"）;
scanf（"%d",&e）;
if（Push（top,e））printf（"Success!
\n"）;
break;
case3:
if（Pop（top,e））printf（"Success!
\n"）;
printf（"%d\n",e）;
break;
case4:
LinkStackp;
printf（"所有栈里的元素:
\n"）;
p=top;
while（p->next）
{p=p->next;
printf（"%7d",p->data）;
}
printf（"\n"）;
break;
case5:
return;
}
}
}
运行结果：
2循环队列
程序代码：
#include
#include
#defineOVERFLOW-1
#defineOK1
#defineERROR0
#defineMAXSIZE100
typedefstruct
{
int*elem;//队列存储空间
intfront;
intrear;
}SqQueue;
//判断选择是否正确
intmenu_select（）
{
intsn;
for（;;）
{
scanf（"%d",&sn）;
if（sn<1||sn>6）
printf（"\n\t输入错误，请重新输入\n"）;
else
break;
}
returnsn;
}
//参数（传出）SqQueue&Q,循环队列（空）
intInitQueue（SqQueue&Q）
{
Q.elem=（int*）malloc（MAXSIZE*sizeof（int））;
if（!
Q.elem）exit（OVERFLOW）;
Q.front=Q.rear=-1;
for（inti=0;iQ.elem[i]=-1;
returnOK;
}
//返回Q的元素个数
intQueueLength（SqQueueQ）
{
return（Q.rear-Q.front+MAXSIZE）%MAXSIZE;
}
//显示队列的元素
voidDisplay（SqQueueQ）
{
for（inti=0;i<=QueueLength（Q）;i++）
if（Q.elem[i]!
=-1）printf（"%d",Q.elem[i]）;
printf（"\n"）;
}
//入队
intEnQueue（SqQueue&Q,inte）
{
Q.rear=（Q.rear+1）%MAXSIZE;
if（Q.rear==Q.front）returnERROR;
Q.elem[Q.rear]=e;
returnOK;
}
//出队
intDeQueue（SqQueue&Q,int&e）
{
if（Q.front==Q.rear）returnERROR;
e=Q.elem[Q.front+1];
Q.elem[Q.front+1]=-1;
Q.front=（Q.front+1）%MAXSIZE;
returnOK;
}
voidmain（）
{
SqQueueQ;
InitQueue（Q）;
intelem,e;
printf（"请输入队列元素（以0结束）:
\n"）;
scanf（"%d",&elem）;
while（elem!
=0）
{
EnQueue（Q,elem）;
scanf（"%d",&elem）;
}
printf（"队列为：
\n"）;
Display（Q）;
printf（"1.初始化一个队列;\n2.入队;\n3.出队;\n4.显示队列的所有元素;\n5.队列长度:
\n6.结束;\n"）;
while
（1）
{
switch（menu_select（））
{
case1:
printf（"请输入队列元素（以0结束）:
\n"）;
scanf（"%d",&elem）;
while（elem!
=0）
{EnQueue（Q,elem）;
scanf（"%d",&elem）;}
printf（"队列为：
\n"）;
Display（Q）;
fflush（stdin）;
break;
case2:
scanf（"%d",&elem）;
EnQueue（Q,elem）;
printf（"队列为：
\n"）;
Display（Q）;
fflush（stdin）;
break;
case3:
DeQueue（Q,elem）;
printf（"队列为：
\n"）;
Display（Q）;
break;
case4:
printf（"\n队列的所有元素:
\n"）;
Display（Q）;
break;
case5:
printf（"%d\n",QueueLength（Q））;
break;
case6:
return;
}
}
}
运行结果：
实验二、数组
㈠、实验内容：
数组一般不做插入或删除操作，也就是说，一旦建立了数组，则结构中的数据元素个数和元素之间的关系就不再发生变动。
本程序数组的大小定义为3*3，可以通过修改“#defineM”来变动。
本程序具有矩阵相加、矩阵A转置、矩阵B转置、矩阵相乘四个功能。
㈡、实验代码：
#include
#defineM3
voidMatrixAdd（intm1[M][M],intm2[M][M],intresult[M][M]）//两个矩阵m1和m2相加,结果放到result
{
inti,j;
for（i=0;i{
for（j=0;jresult[i][j]=m1[i][j]+m2[i][j];
}
}
voidMatrixTrams（intm1[M][M],intresult[M][M]）//矩阵转置
{
inti,j;
for（i=0;i{
for（j=0;jresult[i][j]=m1[j][i];
}
}
voidMatrixMultiply（intm1[M][M],intm2[M][M],intresult[M][M]）
{
inti,j;
for（i=0;i{
for（j=0;j{
result[i][j]=0;
for（intk=0;kresult[i][j]+=m1[i][k]*m2[k][j];
}
}
}
voidDisplay（intresult[M][M]）//显示矩阵
{
inti,j;
for（i=0;i{
for（j=0;jprintf（"%-5d",result[i][j]）;
printf（"\n"）;
}
}
voidmain（）
{
intA[M][M],B[M][M];
inti,j;
printf（"请输入第一个矩阵：
\n"）;
for（i=0;ifor（j=0;jscanf（"%d",&A[i][j]）;
printf（"请输入第二个矩阵：
\n"）;
for（i=0;ifor（j=0;jscanf（"%d",&B[i][j]）;
intresult[M][M];
/*printf（"\n矩阵A:
\n"）;
Display（A）;
printf（"\n矩阵B:
\n"）;
Display（B）;*/
printf（"请选择：
\n1.矩阵相加：
\n2.矩阵A转置：
\n3.矩阵B转置：
\n4.矩阵相乘：
\n5.退出。
\n\n"）;
while
（1）
{intl;
scanf（"%d",&l）;
switch（l）
{
case1:
printf（"矩阵相加的运算结果：
\n"）;
MatrixAdd（A,B,result）;
Display（result）;
printf（"\n"）;
break;
case2:
printf（"矩阵A转置的运算结果：
\n"）;
MatrixTrams（A,result）;
Display（result）;
printf（"\n"）;
break;
case3:
printf（"矩阵B转置的运算结果：
\n"）;
MatrixTrams（B,result）;
Display（result）;
printf（"\n"）;
break;
case4:
printf（"矩阵相乘的运算结果：
\n"）;
MatrixMultiply（A,B,result）;
Display（result）;
printf（"\n"）;
break;
case5:
printf（"退出。
\n"）;
return;
default:
printf（"输入错误！
"）;
printf（"\n"）;
}
}
}
实验结果：
实验三、查找
1、实验内容
掌握各种查找（顺序、二分法、查找树、哈希）方法及适用场合，并能在解决实际问题时灵活应用。
本实验采用二分查找。
二分查找又称折半查找，它是一种效率较高的查找方法。
折半查找法的优点是比较次数少，查找速度快，平均性能好;其缺点是要求待查表为有序表，且插入删除困难。
因此，折半查找方法适用于不经常变动而查找频繁的有序列表。
本程序具有找出数据位置和显示查找次数两个功能。
㈡、实验代码：
#include
#defineMAX100
voidmain（）
{
intr[MAX],i,k,low,high,mid,m,n;
printf（"\n\n建立递增有序的查找顺序表（以-1结束）：
\n"）;
for（i=0;i{
scanf（"%d",&r[i]）;
if（r[i]==-1）
{
n=i;
break;
}
}
printf（"\n请输入要查找的数据：
\n"）;
scanf（"%d",&k）;
low=0;high=n-1;m=0;
while（low<=high）
{
mid=（low+high）/2;
m++;
if（r[mid]>k）
high=mid-1;
else
if（r[mid]low=mid+1;
else
break;
}
if（low>high）
{
printf（"没有找到\n"）;
printf（"共进行%d次比较。
\n",m）;
if（r[mid]mid++;
printf（"可将这个数插入到第%d个数的后面。
\n",mid）;
}
else
{
printf（"\n要找的数据=%d在第%d个数的位置上。
\n",k,mid+1）;
printf（"\n\n共进行了%d次比较。
\n",m）;
}
}
实验结果：
实验四、树
1、实验内容：
进一步掌握树的结构及非线性特点，递归特点和动态性；进一步巩固对指针的使用和二叉树的三种遍历方法、建立方法及用广义表进行输入输出。
本程序将第一个元素作为树根，其余元素若小于树根则为左子树，若大于树根则为右子树。
本程序具有求左子树、求右子树、求深度、先序遍历、中序遍历（递归算法）、中序遍历（非递归算法）、后序遍历六个功能。
㈡、实验代码
//描述：
两个指针指向左右孩子，算法见教材
#include
#include
#defineMAX50
typedefstructbtnode
{
intData;
structbtnode*Llink;
structbtnode*Rlink;
}btnode,*btreetype;
btreetypeCreatTree（intn）//传入数据数量，返回根结点指针
{
inti;
btreetyperoot=NULL;
for（i=0;i{
btreetypenewNode,currentNode,parentNode;
newNode=（btreetype）malloc（sizeof（btnode））;
scanf（"%d",&newNode->Data）;
newNode->Llink=NULL;
newNode->Rlink=NULL;
currentNode=root;
if（currentNode==NULL）root=newNode;
else{
while（currentNode!
=NULL）
{
parentNode=currentNode;
if（newNode->DataData）
currentNode=currentNode->Llink;
else
currentNode=currentNode->Rlink;
}
if（newNode->DataData）
parentNode->Llink=newNode;
else
parentNode->Rlink=newNode;
}
}
returnroot;
}
voidOutputTree（btreetype&root）
{
btreetypep;
p=root->Llink;
printf（"建立的二叉树的左子树为：
\n"）;
while（p!
=NULL）
{
printf（"%-8d",p->Data）;
p=p->Llink;
}
p=root->Rlink;
printf（"\n建立的二叉树的右子树为：
\n"）;
while（p!
=NULL）
{
printf（"%-8d",p->Data）;
p=p->Rlink;
}
}
intdepth（btreetyperoot）
{
btreetypep;
p=root;
intdep1;
intdep2;
if（root==NULL）return0;
else
{
dep1=depth（p->Llink）;
dep2=depth（p->Rlink）;
if（dep1>dep2）return（dep1+1）;
elsereturn（dep2+1）;
}
}
voidPreOrder（btreetype&root）//先序遍历（递归）
{
btreetypep;
p=root;
if（p!
=NULL）
{
printf（"%-5d",p->Data）;
PreOrder（p->Llink）;
PreOrder（p->Rlink）;
}
}
voidInOrder（btreetype&root）//中序遍历（递归）
{
btreetypep;
p=root;
if（p!
=NULL）
{
InOrder（p->Llink）;
printf（"%-5d",p->Data）;
InOrder（p->Rlink）;
}
}
voidInOrder_Norecuision（btreetype&root）
{
btreetypestack[MAX];
btreetypep;
inttop=0;
p=root;
do
{
while（p!
=NULL）
{
top++;
stack[top]=p;
p=p->Llink;
}
if（top>0）
{
p=stack[top];
top--;
printf（"%-5d",p->Data）;
p=p->Rlink;
}
}while（p!
=NULL||top!
=0）;
}
voidPostOrder（btreetype&root）
{
btreetypep;
p=root;
if（p!
=NULL）
{
PostOrder（p->Llink）;
PostOrder（p->Rlink）;
printf（"%-5d",p->Data）;
}
}
voidmain（）
{
btreetypebtree;
intcount;
printf（"请输入元素个数：
\n"）;
scanf（"%d",&count）;
printf（"请输入数据：
\n"）;
btree=CreatTree（count）;
OutputTree（btree）;
printf（"\n建立的二叉树的深度为:
%d\n",depth（btree））;
printf（"\n先序遍历：
\n"）;
PreOrder（btree）;
printf（"\n中序遍历（递归算法）：
\n"）;
InOrder（btree）;
printf（"\n中序遍历（非递归算法）：
\n"）;
InOrder_Norecuision（btree）;
printf（"\n后序遍历：
\n"）;
PostOrder（btree）;
printf（"\n"）;
}
实验结果：
数据结构实验
实验内容和目的：
掌握几种基本的数据结构：
集合、线性结构、树形结构等在求解实际问题中的应用，以及培养书写规范文档的技巧。
学习基本的查找和排序技术。
让我们在实际上机中具有编制相当规模的程序的能力。
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