数据结构实验题目.docx
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数据结构实验题目
实验一线性表
1实验目的
通过选择下面四个题目之一进行实现,掌握如下内容:
Ø熟悉C++语言的基本编程方法,掌握集成编译环境的调试方法
Ø学习指针、模板类、异常处理的使用
Ø掌握线性表的操作的实现方法
Ø学习使用线性表解决实际问题的能力
2实验内容
2.1题目1
根据线性表的抽象数据类型的定义,选择下面任一种链式结构实现线性表,并完成线性表的基本功能。
线性表存储结构(五选一):
1、带头结点的单链表
2、不带头结点的单链表
3、循环链表
4、双链表
5、静态链表
线性表的基本功能:
1、构造:
使用头插法、尾插法两种方法
2、插入:
要求建立的链表按照关键字从小到大有序
3、删除
4、查找
5、获取链表长度
6、销毁
7、其他:
可自行定义
编写测试main()函数测试线性表的正确性。
2.2题目2
利用线性表实现一个通讯录管理,通信录的数据格式如下:
structDataType
{
intID;//编号
charname[10];//姓名
charch;//性别
charphone[13];//电话
charaddr[31];//地址
};
要求:
Ø实现通讯录的建立、增加、删除、修改、查询等功能
Ø能够实现简单的菜单交互,即可以根据用户输入的命令,选择不同的操作。
Ø能够保存每次更新的数据(选作)
Ø能够进行通讯录分类,比如班级类、好友类、黑名单等等(选作)
Ø编写测试main()函数测试线性表的正确性
2.3题目3
利用线性表实现一个一元多项式Polynomial
f(x)=a0+a1x+a2x2+a3x3+…+anxn
提示:
Polynomial的结点结构如下:
structterm
{
floatcoef;//系数
intexpn;//指数
};
可以使用链表实现,也可以使用顺序表实现。
要求:
Ø能够实现一元多项式的输入和输出
Ø能够进行一元多项式相加
Ø能够进行一元多项式相减
Ø能够计算一元多项式在x处的值
Ø能够计算一元多项式的导数(选作)
Ø能够进行一元多项式相乘(选作)
Ø编写测试main()函数测试线性表的正确性
2.4题目4
利用循环链表实现约瑟夫问题的求解。
约瑟夫问题如下:
已知n个人(n>=1)围坐一圆桌周围,从1开始顺序编号。
从序号为1的人开始报数,顺时针数到m的那个人出列;他的下一个人又从1开始报数,数到m的那个人又出列;依此规则重复下去,直到所有人全部出列。
请问最后一个出列的人的编号。
3代码要求
1、必须要有异常处理,比如删除空链表时需要抛出异常;
2、保持良好的编程的风格:
Ø代码段与段之间要有空行和缩近
Ø标识符名称应该与其代表的意义一致
Ø函数名之前应该添加注释说明该函数的功能
Ø关键代码应说明其功能
实验二栈和队列
1实验目的
通过选择下面五个题目之一进行实现,掌握如下内容:
Ø进一步掌握指针、模板类、异常处理的使用
Ø掌握栈的操作的实现方法
Ø掌握队列的操作的实现方法
Ø学习使用栈解决实际问题的能力
Ø学习使用队列解决实际问题的能力
2实验内容
2.1题目1
根据栈和队列的抽象数据类型的定义,按要求实现一个栈或一个队列。
要求:
1、实现一个共享栈
2、实现一个链栈
3、实现一个循环队列
4、实现一个链队列
编写测试main()函数测试线性表的正确性。
2.2题目2
利用栈结构实现八皇后问题。
八皇后问题19世纪著名的数学家高斯于1850年提出的。
他的问题是:
在8*8的棋盘上放置8个皇后,使其不能互相攻击,即任意两个皇后都不能处于同一行、同一列、同一斜线上。
请设计算法打印所有可能的摆放方法。
提示:
1、可以使用递归或非递归两种方法实现
2、实现一个关键算法:
判断任意两个皇后是否在同一行、同一列和同一斜线上
2.3题目3
利用栈结构实现迷宫求解问题。
迷宫求解问题如下:
心理学家把一只老鼠从一个无顶盖的大盒子的入口赶进迷宫,迷宫中设置很多隔壁,对前进方向形成了多处障碍,心理学家在迷宫的唯一出口放置了一块奶酪,吸引老鼠在迷宫中寻找通路以到达出口,测试算法的迷宫如下图所示。
提示:
1、可以使用递归或非递归两种方法实现
2、老鼠能够记住已经走过的路,不会反复走重复的路径
3、可以自己任意设置迷宫的大小和障碍
4、使用“穷举求解”的方法
2.4题目4
设计一个算术四则运算表达式求值的简单计算器。
表达式求值是程序设计语言编译中最近本的问题,它要求把一个表达式翻译成能够直接求值的序列。
基本要求:
1、输入中缀表达式能够转化成后缀表达式,比如输入中缀表达式
“(A+B)*C”,输出“AB+C*”
2、操作数使用单字母变量A、B、C等表示,操作符仅为+、-、*、/、(和);
3、能够对变量A、B、C等赋值,得出正确的计算结果
2.5题目5
利用队列结构实现车厢重排问题。
车厢重排问题如下:
一列货车共有n节车厢,每个车厢都有自己的编号,编号范围从1~n。
给定任意次序的车厢,通过转轨站将车厢编号按顺序重新排成1~n。
转轨站共有k个缓冲轨,缓冲轨位于入轨和出轨之间。
开始时,车厢从入轨进入缓冲轨,经过缓冲轨的重排后,按1~n的顺序进入出轨。
缓冲轨按照先进先出方式,编写一个算法,将任意次序的车厢进行重排,输出每个缓冲轨中的车厢编号。
提示:
1、一列火车的每个车厢按顺序从入轨进入不同缓冲轨,缓冲轨重排后的进入出轨,重新编排成一列货车。
比如:
编号为3的车厢进入缓冲轨1,则下一个编号小于3的车厢则必须进入下一个缓冲轨2,而编号大于3的车厢则进入缓冲轨1,排在3号车厢的后面,这样,出轨的时候才可以按照从小到大的顺序重新编排。
3代码要求
1、必须要有异常处理,比如删除空链表时需要抛出异常;
2、保持良好的编程的风格:
Ø代码段与段之间要有空行和缩近
Ø标识符名称应该与其代表的意义一致
Ø函数名之前应该添加注释说明该函数的功能
Ø关键代码应说明其功能
3、递归程序注意调用的过程,防止栈溢出
实验三树
1实验目的
通过选择下面两个题目之一进行实现,掌握如下内容:
Ø掌握二叉树基本操作的实现方法
Ø了解赫夫曼树的思想和相关概念
Ø学习使用二叉树解决实际问题的能力
2实验内容
2.1题目1
根据二叉树的抽象数据类型的定义,使用二叉链表实现一个二叉树。
二叉树的基本功能:
1、二叉树的建立
2、前序遍历二叉树
3、中序遍历二叉树
4、后序遍历二叉树
5、按层序遍历二叉树
6、求二叉树的深度
7、求指定结点到根的路径
8、二叉树的销毁
9、其他:
自定义操作
编写测试main()函数测试线性表的正确性
2.2题目2
利用二叉树结构实现赫夫曼编/解码器。
基本要求:
1、初始化(Init):
能够对输入的任意长度的字符串s进行统计,统计每个字符的频度,并建立赫夫曼树
2、建立编码表(CreateTable):
利用已经建好的赫夫曼树进行编码,并将每个字符的编码输出。
3、编码(Encoding):
根据编码表对输入的字符串进行编码,并将编码后的字符串输出。
4、译码(Decoding):
利用已经建好的赫夫曼树对编码后的字符串进行译码,并输出译码结果。
5、打印(Print):
以直观的方式打印赫夫曼树(选作)
6、计算输入的字符串编码前和编码后的长度,并进行分析,讨论赫夫曼编码的压缩效果。
测试数据:
IlovedataStructure,IloveComputer。
IwilltrymybesttostudydataStructure.
提示:
1、用户界面可以设计为“菜单”方式:
能够进行交互。
2、根据输入的字符串中每个字符出现的次数统计频度,对没有出现的
字符一律不用编码。
3代码要求
1、必须要有异常处理,比如删除空链表时需要抛出异常;
2、保持良好的编程的风格:
Ø代码段与段之间要有空行和缩近
Ø标识符名称应该与其代表的意义一致
Ø函数名之前应该添加注释说明该函数的功能
Ø关键代码应说明其功能
3、递归程序注意调用的过程,防止栈溢出
实验四排序
1实验目的
通过选择下面两个题目之一,学习、实现、对比各种排序算法,掌握各种排序算法的优劣,以及各种算法使用的情况。
2实验内容
2.1题目1
使用简单数组实现下面各种排序算法,并进行比较。
排序算法:
1、插入排序
2、希尔排序
3、冒泡排序
4、快速排序
5、简单选择排序
6、堆排序(选作)
7、归并排序(选作)
8、基数排序(选作)
9、其他
要求:
1、测试数据分成三类:
正序、逆序、随机数据
2、对于这三类数据,比较上述排序算法中关键字的比较次数和移动次数(其中关键字交换计为3次移动)。
3、对于这三类数据,比较上述排序算法中不同算法的执行时间,精确到微秒(选作)
4、对2和3的结果进行分析,验证上述各种算法的时间复杂度
编写测试main()函数测试线性表的正确性。
2.2题目2
使用链表实现下面各种排序算法,并进行比较。
排序算法:
1、插入排序
2、冒泡排序
3、快速排序
4、简单选择排序
5、其他
要求:
1、测试数据分成三类:
正序、逆序、随机数据
2、对于这三类数据,比较上述排序算法中关键字的比较次数和移动次数(其中关键字交换计为3次移动)。
3、对于这三类数据,比较上述排序算法中不同算法的执行时间,精确到微秒(选作)
4、对2和3的结果进行分析,验证上述各种算法的时间复杂度
编写测试main()函数测试线性表的正确性
3代码要求
1、必须要有异常处理,比如删除空链表时需要抛出异常;
2、保持良好的编程的风格:
Ø代码段与段之间要有空行和缩近
Ø标识符名称应该与其代表的意义一致
Ø函数名之前应该添加注释说明该函数的功能
Ø关键代码应说明其功能
3、递归程序注意调用的过程,防止栈溢出