数据结构实验指导电子信息类.docx
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数据结构实验指导电子信息类
数据结构实验指导（C语言）
电子信息类
目录
预备实验C语言基础知识第1页（2课时）
实验一复数的基本运算第7页（2课时）
实验二顺序表及其基本运算第10页（2课时）
实验三单链表及其基本运算第15页（2课时）
实验四顺序栈及其基本运算第22页（2课时）
实验五队列及其基本运算第30页（2课时）
实验六二叉树建立、存储及其遍历第36页（4课时）
实验七排序——直接插入排序第48页（2课时）
实验八排序——希尔排序第52页（2课时）
预备实验1
C语言的函数、数组、指针和结构体知识
一、实验目的
1、复习C语言中函数、数组、指针、结构体等的概念。
2、熟悉利用C语言进行程序设计的一般方法。
二、实验内容
1、调试程序：
输出100以内所有的素数（用函数实现）。
#include
intisprime（intn）{/*判断一个数是否为素数*/
intm;
for（m=2;m*m<=n;m++）
if（n%m==0）return0;
return1;
}
intmain（）{/*输出100以内所有素数*/
intii,j=0;
printf（"---开始计算自然数100以内的所有素数----\n"）;
for（i=2;i<100;i++）
if（isprime（i）==1）
{
j=j+1;printf（"%6d",i）;
if（（j%5）==0）printf（"\n"）;
}
return0;
}
运行结果：
2、调试程序：
对一维数组中的元素进行逆序排列。
#include
#defineN10
intmain（）{
inta[N]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9},i,temp;
printf（"\ntheoriginalArrayis:
\n"）;
for（i=0;iprintf（"%4d",a[i]）;
for（i=0;itemp=a[i];
a[i]=a[N-i-1];
a[N-i-1]=temp;
}
printf（"\nthechangedArrayis:
\n"）;
for（i=0;iprintf（"%4d",a[i]）;
return0;
}
运行结果：
3、调试程序：
利用指针输出二维数组的元素。
#include
intmain（）{
inta[3][4]={1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23};
int*p;
for（p=a[0];pif（（p-a[0]）%4==0）printf（"\n"）;
printf（"%4d",*p）;
}
return0;
}
运行结果：
4.
C语言中有一种特殊的数据类型，称作结构体（struct），该类型实际上是多种数据类型的集合体，它可以包含多个不同的成员，分属于不同的数据类型。
例如我们可以定义学生的结构体student：
structstudent{
longid；//学号
charname[20];//姓名
charsex[2];//性别
intage；//年龄
intdeptno；//所属系
}
下面的例子将有助于我们对指针和结构体的理解：
例：
打印结构体数组中的内容：
#include
structstudent{
longid；//学号
charname[20];//姓名
charsex[2];//性别
intage；//年龄
intdeptno；//所属系
}
main（）
{
inti;
structstudent*ps;
structstudents[3]={
{98001,"张三","男",18,6}，
{98002,"李四","男",19,10},
{98003,"孙丽","男",17,23}
};//数组赋初值
ps=s;
for（i=0;i<3;i++）//采用数组访问形式
printf（"%ld\t%s\t%d\t%d\n",s[i],id,s[i].name,s[i].sex,s[i].age,s[i].depno）;
for（i=0;i<3;i++）//采用指针访问
printf（"%ld\t%s\t%d\t%d\n",（ps+i）->id,（ps+i）->name,（ps+i）->sex,（ps+i）->age,（ps+i）->depno）;
}
实验一复数的基本运算
一、实验目的
1.熟悉C语言的上机环境，进一步掌握C语言的结构特点。
2.理解抽象数据类型的概念及其表示方法。
3.通过复数基本运算的实现，为后续学习打下基础。
二、实验内容
1.输入实部和虚部，生成一个复数。
2.实现两个复数的加法、减法和乘法，并输出相应结果。
三、实验步骤
1.定义一个表示复数的抽象数据类型。
2.根据输入的实数二元组，生产复数，并进行复数的运算。
3.编写程序，调试运行。
四、实现提示
1.抽象数据类型的定义
ADTComplex{
数据对象：
D={a,b|a,b∈FloatSet}
数据关系：
R={|a,b∈D}
基本操作：
InitComplex（&C,vr,vi）;
操作结果：
构造一个复数,元素a,b分别被赋以参数vr,vi的值。
OutComplex（C）;
操作结果:
输出一个复数。
AddComplex（&C,C1,C2）;
操作结果：
求两个复数C1,C2之和,结果存入C。
SubComplex（&C,C1,C2）;
操作结果：
求两个复数C1，C2之差，结果存入C。
MulComplex（&C,C1,C2）;
操作结果：
求两个复数C1，C2的积，结果存入C。
}ADTComplex
2.复数结构体的定义
typedefstructComplex
{
floatreal;
floatimage;
}Complex;
3.复数的存储结构
#include
#include
typedefstructComplex
{
floatreal;
floatimage;
}Complex;
4.基本操作的声明：
StatusInitComplex（&C,vr,vi）;
操作结果：
构造一个复数,元素a,b分别被赋以参数vr,vi的值。
voidOutComplex（C）;
操作结果:
输出一个复数。
ComplexAddComplex（&C,C1,C2）;
操作结果：
求两个复数C1,C2之和,结果存入C。
ComplexSubComplex（&C,C1,C2）;
操作结果：
求两个复数C1，C2之差，结果存入C。
ComplexMulComplex（&C,C1,C2）;
操作结果：
求两个复数C1，C2的积，结果存入C。
5.复数的基本操作：
//构造一个复数,元素a,b分别被赋以参数vr,vi的值
StatusInitComplex（Complex&C,floatvr,floatvi）
{
C.real=vr;
C.image=vi;
returnOK;
}
//输出一个复数
voidOutComplex（ComplexC）
{
printf（C.real“+”C.image“i”）;
}
//求两个复数C1,C2之和,结果存入C
ComplexAddComplex（Complex&C,ComplexC1,ComplexC2）;
{
C.real=C1.real+C2.real;
C.image=C1.image+C2.image;
returnC;
}
//求两个复数C1，C2之差，结果存入C
ComplexSubComplex（Complex&C,ComplexC1,ComplexC2）
{
C.real=C1.real-C2.real;
C.image=C1.image-C2.image;
returnC;
}
//求两个复数C1，C2的积，结果存入C
ComplexMulComplex（Complex&C,ComplexC1,ComplexC2）
{
C.real=C1.real*C2.real+C1.image*C2.image;
C.image=C1.real*C2.image+C1.image*C2.real;
returnC;
}
实验二顺序表及其基本运算
二、实验目的
4.熟悉C语言的上机环境，进一步掌握C语言的结构特点。
5.了解顺序表的逻辑结构特点及有关概念。
3.掌握线性表的顺序存储结构的定义及C语言实现。
4.掌握线性表在顺序存储结构即顺序表中的各种基本操作。
二、实验内容
1.顺序线性表的建立、插入及删除。
三、实验步骤
1.建立含n个数据元素的顺序表并输出该表中各元素的值及顺序表的长度。
2.利用前面的实验先建立一个顺序表L={21，23，14，5，56，17，31}，然后在第i个位置插入元素68。
四、实现提示
1.由于C语言的数组类型也有随机存取的特点，一维数组的机内表示就是顺序结构。
因此，可用C语言的一维数组实现线性表的顺序存储。
在此，我们利用C语言的结构体类型定义顺序表：
#defineMAXSIZE 1024
typedef int elemtype; /* 线性表中存放整型元素 */
typedefstruct
{elemtypevec[MAXSIZE];
intlen; /* 顺序表的长度 */
}sequenlist;
将此结构定义放在一个头文件sqlist.h里，可避免在后面的参考程序中代码重复书写，另外在该头文件里给出顺序表的建立及常量的定义。
2.注意如何取到第i个元素，在插入过程中注意溢出情况以及数组的下标与位序（顺序表中元素的次序）的区别。
五、思考与提高
1.如果按由表尾至表头的次序输入数据元素，应如何建立顺序表。
六、参考程序
1.顺序线性表的建立、插入及删除。
#include
#include
#defineMAX30//定义线性表的最大长度
enumBOOL{False,True};//定义BOOL型
typedefstruct{
charelem[MAX];//线性表
intlast;//last指示当前线性表的长度
}sqlist;
voidinitial（sqlist&）;//初始化线性表
BOOLinsert（sqlist&,int,char）;//在线性表中插入元素
BOOLdel（sqlist&,int,char&）;//在线性表中删除元素
intlocate（sqlist,char）;//在线性表中定位元素
voidprint（sqlist）;//显示线性表中所有元素
voidmain（）
{sqlistS;//S为一线性表
intloc,flag=1;
charj,ch;
BOOLtemp;
printf（"本程序用来实现顺序结构的线性表。
\n"）;
printf（"可以实现查找、插入、删除等操作。
\n"）;
initial（S）;//初始化线性表
while（flag）
{printf（"请选择:
\n"）;
printf（"1.显示所有元素\n"）;
printf（"2.插入一个元素\n"）;
printf（"3.删除一个元素\n"）;
printf（"4.查找一个元素\n"）;
printf（"5.退出程序\n"）;
scanf（"%c",&j）;
switch（j）
{case'1':
print（S）;break;//显示所有元素
case'2':
{printf（"请输入要插入的元素（一个字符）和插入位置:
\n"）;
printf（"格式：
字符，位置；例如:
a,2\n"）;
scanf（"%c,%d",&ch,&loc）;//输入要插入的元素和插入的位置
temp=insert（S,loc,ch）;//插入
if（temp==False）printf（"插入失败!
\n"）;//插入失败
else{printf（"插入成功!
\n"）;print（S）;}//插入成功
break;
}
case'3':
{printf（"请输入要删除元素的位置:
"）;
scanf（"%d",&loc）;//输入要删除的元素的位置
temp=del（S,loc,ch）;//删除
if（temp==True）printf（"删除了一个元素:
%c\n",ch）;//删除成功
elseprintf（"该元素不存在!
\n"）;//删除失败
print（S）;
break;
}
case'4':
{printf（"请输入要查找的元素:
"）;
scanf（"%c",&ch）;//输入要查找的元素
loc=locate（S,ch）;//定位
if（loc!
=-1）printf（"该元素所在位置:
%d\n",loc+1）;//显示该元素位置
elseprintf（"%c不存在!
\n",ch）;//当前元素不存在
break;
}
default:
flag=0;printf（"程序结束，按任意键退出!
\n"）;
}
}
getch（）;
}
voidinitial（sqlist&v）
{//初始化线性表
inti;
printf（"请输入初始线性表长度：
n="）;//输入线性表初始化时的长度
scanf（"%d",&v.last）;
printf（"请输入从1到%d的各元素（字符），例如:
abcdefg\n",v.last）;
getchar（）;
for（i=0;i}
BOOLinsert（sqlist&v,intloc,charch）
{//插入一个元素，成功返回True，失败返回False
inti;
if（（loc<1）||（loc>v.last+1））
{printf（"插入位置不合理!
\n"）;//位置不合理
returnFalse;
}
elseif（v.last>=MAX）//线性表已满
{printf（"线性表已满!
\n"）;
returnFalse;
}
else{for（i=v.last-1;i>=loc-1;i--）v.elem[i+1]=v.elem[i];//其后元素依次后移
v.elem[loc-1]=ch;//插入元素
v.last++;//线性表长度加一
returnTrue;
}
}
BOOLdel（sqlist&v,intloc,char&ch）
{//删除一个元素，成功返回True，并用ch返回该元素值，失败返回False
intj;
if（loc<1||loc>v.last）//删除位置不合理
returnFalse;
else{ch=v.elem[loc-1];//ch取得该元素值
for（j=loc-1;jv.last--;//线性表长度减一
returnTrue;
}
}
intlocate（sqlistv,charch）
{//在线性表中查找ch的位置，成功返回其位置，失败返回-1
inti=0;
while（i=ch）i++;//当前位置后移，直到找到为止
if（v.elem[i]==ch）//找到当前元素
returni;
elsereturn（-1）;
}
voidprint（sqlistv）//显示当前线性表所有元素
{inti;
for（i=0;iprintf（"\n"）;
}
实验二单链表及其基本运算
一、实验目的
1.熟悉C语言的上机环境，进一步掌握C语言的结构特点。
2.掌握线性表的链式存储结构——单链表的定义及C语言实现。
3.掌握线性表在链式存储结构——单链表中的各种基本操作。
二、实验内容
1.链式线性表的建立、插入及删除。
三、实验步骤
1.建立一个带头结点的单链表，结点的值域为整型数据。
2.要求将用户输入的数据按尾插入法来建立相应单链表。
四、实现提示
1.单链表的结点结构除数据域外，还含有一个指针域。
用C语言描述结点结构如下：
typedefintelemtype;
typedefstructnode
{elemtypedata; //数据域
structnode*next;//指针域
}linklist;
注意结点的建立方法及构造新结点时指针的变化。
构造一个结点需用到C语言的标准函数malloc（），如给指针变量p分配一个结点的地址：
p=（linklist*）malloc（sizeof（linklist））;该语句的功能是申请分配一个类型为linklist的结点的地址空间，并将首地址存入指针变量p中。
当结点不需要时可以用标准函数free（p）释放结点存储空间，这时p为空值（NULL）。
六、参考程序
1.链表的建立、插入及删除。
#include
#include
#include
#defineLENsizeof（LNode）//定义LEN为一个节点的长度
enumBOOL{False,True};//定义BOOL型
typedefstructnode
{chardata;//数据域
structnode*next;//指向下一个节点的指针
}LNode,*LinkList;
voidCreatList（LinkList&,int）;//生成一个单链表
BOOLListInsert（LinkList&,int,char）;//在单链表中插入一个元素
BOOLListDelete（LinkList&,int,char&）;//在单链表中删除一个元素
BOOLListFind_keyword（LinkList,char,int&）;//按关键字查找一个元素
BOOLListFind_order（LinkList,char&,int）;//按序号查找一个元素
voidListPrint（LinkList）;//显示单链表所有元素
voidmain（）
{LinkListL;
BOOLtemp;
intnum,loc,flag=1;
charj,ch;
printf（"本程序实现链式结构的线性表的操作。
\n"）;
printf（"可以进行插入，删除，定位，查找等操作。
\n"）;
printf（"请输入初始时链表长度:
"）;//输入生成单链表时的元素个数
scanf（"%d",&num）;
CreatList（L,num）;//生成单链表
ListPrint（L）;
while（flag）
{printf（"请选择:
\n"）;
printf（"1.显示所有元素\n"）;//显示链表元素
printf（"2.插入一个元素\n"）;//插入链表元素
printf（"3.删除一个元素\n"）;//删除链表元素
printf（"4.按关键字查找元素\n"）;//按关键字查找
printf（"5.按序号查找元素\n"）;//按序号查找
printf（"6.退出程序\n"）;//退出
scanf（"%c",&j）;
switch（j）
{case'1':
ListPrint（L）;break;
case'2':
{printf（"请输入元素（一个字符）和要插入的位置:
\n"）;
printf（"格式:
字符，位置；例如:
a,3\n"）;
scanf（"%c,%d",&ch,&loc）;//输入要插入的元素和要插入的位置
temp=ListInsert（L,loc,ch）;//插入
if（temp==False）printf（"插入失败!
\n"）;//插入失败
elseprintf（"插入成功!
\n"）;//成功插入
ListPrint（L）;
break;
}
case'3':
printf（"请输入要删除的元素所在位置:
"）;
scanf（"%d",&loc）;//输入要删除的节点的位置
temp=ListDelete（L,loc,ch）;//删除
if（temp==False）printf（"删除失败!
\n"）;//删除失败
elseprintf（"成功删除了一个元素:
%c\n",ch）;//删除成功，显示该元素
ListPrint（L）;
break;
case'4':
if（L->next==NULL）//链表为空
printf（"链表为空!
\n"）;
else{printf（"请输入要查找的元素（一个字符）:
"）;
scanf（"%c",&ch）;//输入要查找的元素
temp=ListFind_keyword（L,ch,loc）;//按关键字查找
if（temp==False）printf（"没有找到该元素!
\n"）;//查找失败
elseprintf（"该元素在链表的第%d个位置。
\n",loc）;
//成功查找，显示该元素位置
}
break;
case'5':
if（L->next==NULL）//链表为空
printf（"链表为空!
\n"）;
else{printf（"请输入要查找的位置:
"）;
scan
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