10数据结构实验指导书朱素英.docx

1、10数据结构实验指导书朱素英 数据结构 实验指导书朱素英 编 写适用专业： 计算机科学与技术 计算机网络工程 湖南人文科技学院计算机科学技术系2008 年 8 月前 言数据结构课程是计算机科学与技术专业的一门必修的专业基础课。这门课程的主要特点是实践性很强,不仅要学习基本理论知识,更要注重上机实践,通过上机实践验证算法的正确性,掌握和巩固所学理论知识。通过对本课程中算法设计和上机实践的训练，培养学生的数据抽象能力和程序设计的能力，为后续课程，特别是软件课程打下坚实的知识基础。要求学生掌握各种常用数据结构的逻辑结构，存储结构及有关操作的算法。通过本课程的学习，要求学生了解数据结构及其分类、数据结

2、构与算法的密切关系； 熟悉各种基本数据结构及其操作，学会根据实际问题要求来选择数据结构； 掌握设计算法的步骤和算法分析方法； 掌握数据结构在排序和查找等常用算法中的应用。为了使学生更好地理解和深刻地把握这些知识，并在此基础上，训练和培养了解数据结构及其分类、数据结构与算法的密切关系； 熟悉各种基本数据结构及其操作，学会根据实际问题要求来选择数据结构； 掌握设计算法的步骤和算法分析方法； 掌握数据结构在排序和查找等常用算法中的应用等方面的技能，设置的以下十二个的具体实验项目，这些实验项目中有验证性实验、综合性实验与设计性实验，在每一个具体实验中都有标明。各项实验主要了解、掌握的具体知识，在每个实

3、验中都有说明。本实验指导书对计算机科学与技术专业与网络工程专业均适应。目录（顺序表的基本操作 栈的基本操作 队列的基本操作 串的模式匹配 二叉树的基本操作 哈夫曼树与哈夫曼编码）实验一：顺序表的基本操作 1实验二：单链表的基本操作 9实验三：栈的基本操作 14实验四：队列的基本操作 16实验五：串的模式匹配 19实验六：矩阵的基本运算 22实验七：二叉树的基本操作 29实验八：哈夫曼树与哈夫曼编码 34实验九：图的最短路径算法 38实验十：哈希表的基本操作 40实验十一：各种排序算法 44实验十二：银行模拟 48实验一：顺序表的基本操作实验学时：2实验类型：验证 实验要求：选修一、实验目的1掌

4、握使用VC+进行控制台应用程序编写的基本方法2掌握顺序表的初始化、销毁、数据元素的插入和删除以及顺序表的输出等基本操作。二、实验内容顺序表的初始化、插入和删除三、 程序清单1、运行环境Visual c+ 6.0的微机一台2、程序清单/线性表的顺序结构算法实现 #include stdio.h #include stdlib.h # define OVERFLOW -2 # define OK 1 #define ERROR 0 /数据类型说明 typedef int ElemType; typedef int Status; # define List_init_size 100/线性表存储空

5、间初始分配量# define Listincrement 10/线性表存储空间分配增量typedef struct ElemType *elem; /存储空间基址 int length; /当前长度 int listsize;/当前分配的存储容量 / (以sizeof(ElemType)为单位)sqlist;/初始化线性表：Status InitList(sqlist &L) /构造一个空线性表L L.elem=(ElemType *) malloc(List_init_size*sizeof(ElemType); if (!L.elem) exit(OVERFLOW); L.length=0

6、; L.listsize= List_init_size; return OK;/在一个空的线性表中输入N个数据：Status sqlistinput(sqlist &L,int n)int i=0; if(nL.listsize)return ERROR; for(;in;i+) scanf(%d,&L.elemi); L.length=n; return OK; /判线性表是否为空Status ListEmpty(sqlist L)if (!L.length) return ERROR; else return OK; /求线性表的长度Status ListLength(sqlist L)

7、 return L.length; /将线性表L 的数据输出：Status sqlistoutput(sqlist L)int i; for(i=0;iListLength(L);i+) printf(%4d,L.elemi); printf(n); return OK; /取线性表的第i个元素，其结果保存在e中Status GetElem(sqlist l,int i,ElemType &e) if (il.length+1) return ERROR; e=l.elemi-1; return OK; /定义两个数据元素相等的比较函数Status equal(ElemType e1,Elem

8、Type e2)if (e1=e2) return OK; else return ERROR; /根据compare()函数在线性表中定位元素e的位置int LocateElem_sq(sqlist L,ElemType e,Status (*compare)(ElemType,ElemType) /成功返回位序，否则返回0 int i=1; ElemType *p; p=L.elem; while(i=L.length &!(*compare)(*p+,e) +i; if (i=L.length) return i; else return 0;/ locateElem_sq/在线性表中求

9、某元素的前趋结点，如存在则返回其前趋结点pre_e的值，否则返回出错信息Status PriorElem(sqlist L,ElemType cur_e,ElemType &pre_e) int pos; pos=LocateElem_sq(L,cur_e,equal); if(pos=0) return ERROR; else if(pos=1) return OVERFLOW; /overflow 表示位于第一个 else GetElem(L,pos-1,pre_e); return OK; /在线性表中求某元素的后继结点Status NextElem(sqlist L,ElemType

10、cur_e,ElemType &next_e) int pos; pos=LocateElem_sq(L,cur_e,equal); if(pos=0) return ERROR; else if(pos=L.length) return OVERFLOW; /overflow 表示最后一个 else GetElem(L,pos+1,next_e); return OK; /在线性表中插入一个元素Status Listinsert_sq(sqlist &L,int i,ElemType e) ElemType *p,*q,*newbase; if (iL.length+1) return ER

11、ROR; if (L.length=L.listsize) newbase=(ElemType *) realloc(L.elem, (L.listsize+Listincrement) *sizeof(ElemType); if (!newbase) exit(OVERFLOW); L.elem=newbase; L.listsize+=Listincrement ; q=&(L.elemi-1); for(p=&(L.elemL.length-1);p=q;-p) *(p+1)=*p; *q=e; +L.length; return OK;/ listinsert_sq;/在线性表中删除第

12、i个元素，其结果保留在e中Status Listdelete_sq(sqlist &l,int i,ElemType &e) ElemType *p,*q; if (il.length+1) return ERROR; p=&(l.elemi-1); e=*p; q=l.elem+l.length-1; for(+p;p=q;+p) *(p-1)=*p; -l.length; return OK;/ listdelete_sq;/将la和lb线性表归并到lcvoid mergelist_sq(sqlist la,sqlist lb,sqlist &lc) ElemType *pa,*pb,*p

13、c,*pa_last,*pb_last; pa=la.elem; pb=lb.elem; lc.listsize=lc.length=la.length+lb.length; pc=lc.elem=(ElemType*)malloc(lc.listsize*sizeof(ElemType); if (!lc.elem) exit(OVERFLOW); pa_last=la.elem+la.length-1; pb_last=lb.elem+lb.length-1; while (pa=pa_last)& (pb=pb_last) if (*pa=*pb) *pc+=*pa+; else *pc

14、+=*pb+ ; while(pa=pa_last) *pc+=*pa+; while(pb=1;i-) for(j=0;jL.elemj+1) t=L.elemj; L.elemj=L.elemj+1 ; L.elemj+1=t; return OK; void main()sqlist la,lb,lc; int n,m,i,e,k,cur_e,pre_e,next_e; /建立线性表，并输入输出线性表的数据 InitList(la);InitList(lb); printf(please input las numbers:n（请输入线性表la的元素个数n）n); scanf(%d,&n

15、); printf(please input la n numbers:( 请输入线性表la的n个元素)n); sqlistinput(la,n); sqlistoutput(la); printf(n); /调用插入函数，对线性表进行插入操作 printf(请输入要插入的元素的位置和插入的值 n); scanf(%d%d,&i,&e); Listinsert_sq(la,i,e); sqlistoutput(la); /调用删除函数，对线性表进除删操作 printf(请输入要删除的元素的位置n); scanf(%d,&i); Listdelete_sq(la,i,e); printf(the

16、 dele data is %dn,e); sqlistoutput(la); printf(please input the get datas locaten); scanf(%d,&i);/调用GetElem()函数，取第I个位置的元素的值。 GetElem(la,i,e); printf(the get data is %dn,e); printf(please input the locateelems data :cur_en);/调用LocateElem_sq()函数，求元素cur_e的位置。scanf(%d,&cur_e); k=LocateElem_sq(la,cur_e,e

17、qual); printf(the locate is %dn,k); /调用PriorElem()函数，求元素cur_e的前驱。 printf(please input the cur_e datan); scanf(%d,&cur_e); PriorElem(la,cur_e,pre_e); printf(the pre_e is %dn,pre_e); /调用NextElem()函数，求元素cur_e的后继。 printf(please input the cur_e datan); scanf(%d,&cur_e); NextElem(la,cur_e,next_e); printf(

18、the next_e is %dn,next_e); /建立两个线性表并排序然后归并 printf(please input lbs numbers:mn); scanf(%d,&m); printf(please input lb m numbers:n); sqlistinput(lb,m); printf(n); sqlistoutput(lb); sortsqlist(la); printf(the sort list la is:n); sqlistoutput(la); sortsqlist(lb); printf(the sort list lb is:n); sqlistout

19、put(lb); mergelist_sq(la,lb,lc); printf(la and lbs mergelist is:n); sqlistoutput(lc);四、思考题1如何实现顺序表的逆置2每次删除操作时，都会使得大量的数据元素移动，删除多个数据元素时，就需多次移动数据元素。能否一次进行删除多个数据元素的操作，使得数据元素的移动只进行一次。实验二：单链表的基本操作实验学时：2实验类型：验证 实验要求：必修一、 实验目的1定义单链表的结点类型。2熟悉对单链表的一些基本操作和具体的函数定义。3通过单链表的定义掌握线性表的链式存储结构的特点。4掌握循环链表和双链表的定义和构造方法二、实

20、验内容链表的创建、插入与删除操作三、程序清单1、运行环境装有Visual c+6.0的微机一台2、程序清单/链表的创建及插入、删除操作#include stdio.h#includestdlib.h#define NULL 0#define error 0#define ok 1#define overflow -2#define infeasible -1/类型定义typedef int Status;typedef int ElemType;/定义链表的存储结构typedef struct LNodeint data; /数据域 struct LNode *next; /指针域 LNode

21、,*LinkList; /链表的类型Status GetElem_l(LinkList L, int i , ElemType &e)/L为带头结点的单链表，当第i 个元素存在时，其值赋给e.int j;LinkList p ;p=L-next; j=1;while(p&jnext; +j;if(!p|ji) return error;e=p-data;return ok;/逆序创建链表 void CreatList_L1(LinkList &L,int n) /n为元素个数，L为头结点 int i; LinkList p; L=(LinkList)malloc(sizeof(LNode);

22、/生成头结点 L-next=NULL; for(i=n;i0;i-) /链头插入法 p=(LinkList)malloc(sizeof(LNode); scanf(%d,&p-data); p-next=L-next; L-next=p; /正序创建单链表void CreatList_L2(LinkList &L,int n ) /n为元素个数，L为头结点int i ; LinkList p,q; L=(LinkList )malloc(sizeof(LNode);q=L;for(i=0;idata); q-next=p; q=p; q-next=NULL;/输出链表void print(Li

23、nkList L)LinkList p; p=L-next; while(p) printf(%d ,p-data); p=p-next; /链表的插入操作int ListInsert(LinkList &L,int i,int e)LinkList p,s;int j; p=L;j=0; while(p&jnext; +j; if(!p|ji-1) return error; s=(LinkList)malloc(sizeof(LNode); s-data=e; s-next=p-next; p-next=s; return ok; /链表的删除操作 int ListDelete(LinkL

24、ist &L,int i,int &e) LinkList p,q; int j; p=L; j=0; while(p-next&jnext; +j; if(!(p-next)|ji-1) return error; q=p-next;p-next=q-next; e=q-data;free(q); return ok; /对链表的元素进行排序Status sortlinklist(LinkList &L)LinkList p,q,r; ElemType t;p=L-next; /p指向链表第一个元素结点while(p-next!=NULL) q=L-next; /q指向链表第一个元素结点 w

25、hile(q-next!=NULL) r=q-next; if(q-datar-data) /相邻两个元素比较、交换 t=q-data; q-data=r-data; r-data=t; q=q-next; p=p-next; return ok ;void mergelist_l(LinkList la, LinkList &lb, LinkList &lc)LinkList pa,pb,pc; pa=la-next; pb=lb-next ; lc=pc=la;while(pa&pb) if(pa-data data) pc-next=pa;pc=pa;pa=pa-next; else p

26、c-next=pb;pc=pb;pb=pb-next;pc-next=pa?pa:pb;free(lb);/主函数通过调用创建、插入、删除用输出函数完成链表的基本操作void main()LinkList L1,L2,L3; int n,ins,del,i;/创建一个先进先出单链表 printf(please input fifo linklists node number n:n); scanf(%d,&n); printf(please input the linklist %d nodes data n,n); CreatList_L2(L2,n); print(L2); printf(

27、n);/创建一个后进先出单链表printf(please input lifo linklists node number n:n); scanf(%d,&n); printf(please input the linklist %d nodes data n,n); CreatList_L1(L1,n); print(L1); printf(n);/对链表进行插入操作 printf(please input the insert nodes locate i and value en); scanf(%d%d,&i,&ins); ListInsert(L1,i,ins); print(L1); printf(n);/对链表进行删除操作 printf(please input the delete nodes locate in); scanf(%d,&i); ListDelete(L1,i,del); print(L1); printf(n%dn,del);/对链表进行排序sortlinklist(L1);printf(n the L1 lists sort is:n);print(L1);printf(n the L2 lists sort is:n);