数据结构实验报告.docx

1、数据结构实验报告 数据结构实验报告 实验一 栈和队列一、 实验目的通过几段代码的编写，熟悉栈和队列二、实验内容1.题目一读懂英文实验题目文档中的Task1中的程序（使用栈进行序列的顺序反转），并编译运行，通过此了解如果要实现一个栈类，里面需要的基本的成员函数。这个程序在书上也有。2.题目二、题目三题目如下：自己编程程序实现一个简单的栈，并用于替换题目1中对标准模板库中的栈的使用，同时对自己实现的栈的功能进行扩充，添加实现如下几个函数(a) clear (b)full (c) size。使用新添加的栈函数，显示在进行数字序列反转时输入的十进制数的个数。3.题目四这个题目的主要目的是熟悉队列这个数

2、据结构，而为了说明问题又用了一个模拟飞机场的程序，因此这个实验项目在程序的找错误调试编译，读源代码上对大家也是一个锻炼。仔细阅读教科书中关于模拟飞机场这一部分，阅读源代码。实验题目中的源代码并不完整并且有些语法等等的错误，其缺少生成随机数这一个类，附录一会把这个类给大家，有兴趣的话，可以看教科书中的附录，有些介绍。另外，也可以使用随机数生成函数，使用示例见附录二。三、实验代码/task 1#include #include using namespace std;int main( )/* Pre: The user supplies an integer n and n decimal nu

3、mbers.Post: The numbers are printed in reverse order.Uses: The STL class stack and its methods */ int n; double item; stack numbers; / declares and initializes a stack of numbers cout Type in an integer n followed by n decimal numbers. endl The numbers will be printed in reverse order. n; for (int i

4、 = 0; i item; numbers.push(item); cout endl endl; while (!numbers.empty( ) cout numbers.top( ) ; numbers.pop( ); cout endl;/task 2#include #include using namespace std;const int maxstack = 10; / small value for testingtypedef int Error_code ;#define underflow 2#define overflow 3#define success 0type

5、def int Stack_entry;class Stack public: Stack(); bool empty() const; Error_code pop(); Error_code top(Stack_entry &item) const; Error_code push(const Stack_entry &item); private: int count; Stack_entry entrymaxstack;Error_code Stack:push(const Stack_entry &item)/*Pre: None.Post: If the Stack is not

6、full, item is added to the topof the Stack. If the Stack is full,an Error_code of overflow is returned and the Stack is left unchanged.*/ Error_code outcome = success; if (count = maxstack) outcome = overflow; else entrycount+ = item; return outcome;Error_code Stack:pop() /*Pre: None.Post: If the St

7、ack is not empty, the top ofthe Stack is removed. If the Stackis empty, an Error_code of underflow is returned.*/ Error_code outcome = success; if (count = 0) outcome = underflow; else -count; return outcome;Error_code Stack:top(Stack_entry &item) const/*Pre: None.Post: If the Stack is not empty, th

8、e top ofthe Stack is returned in item. If the Stackis empty an Error_code of underflow is returned.*/ Error_code outcome = success; if (count = 0) outcome = underflow; else item = entrycount - 1; return outcome;bool Stack:empty() const/*Pre: None.Post: If the Stack is empty, true is returned.Otherwi

9、se false is returned.*/ bool outcome = true; if (count 0) outcome = false; return outcome;Stack:Stack()/*Pre: None.Post: The stack is initialized to be empty.*/ count = 0;int main() return 0;/题目四的代码略实验二 多项式加减法一、实验目的通过实现多项式的加法，对链表有更深入的了解二、实验内容问题描述：设计一个一元稀疏多项式简单的加减法计算器实现要求：一元稀疏多项式简单计算器的基本功能是：（1）输入并建立多

10、项式：；（2）输出多项式（3）多项式A和B相加，建立多项式CAB，并输出相加的结果多项式C（4）选作：多项式A和B相减，建立多项式CAB，并输出相加的结果多项式D/实验代码/polynomial.h文件 #ifndef _POLYNOMIAL_#define _POLYNOMIAL_struct Node;/单链表节点类型typedef struct Node *PNode;/节点指针类型struct Node/单链表节点结构 int coef;/系数 int exp;/指数 PNode next;/指针域;typedef struct Node * Linklist;/单链表类型/单链表操作

11、函数声明/创建头结点Linklist CreateNullList_link(void);Linklist input(Linklist llist);int print(Linklist llist);/void Display(Linklist llist);#endif/polynomial.c文件#include #include #include polynomial.h/创建头结点Linklist CreateNullList_link(void) Linklist head; head=(Linklist)malloc(sizeof(struct Node);/申请表头节点内存

12、if(head!=NULL) head-next=NULL; else printf(创建失败！); return head;Linklist input(Linklist llist) PNode p,c; int coef;/系数 int exp;/指数 c=llist; printf(请输入链表中的数据,输入0结束：n); scanf(%d ,&coef); scanf(%d,&exp); while(coef!=0) p=(PNode)malloc(sizeof(struct Node); c-next=p; p-coef=coef; p-exp= exp; p-next=NULL;

13、c=c-next; scanf(%d,&coef); scanf(%d,&exp); return llist;int print(Linklist llist) PNode p; printf(新创建的链表如下：n); p=llist-next; if (p=NULL) printf(空链表啦！); return 0; while(p!=NULL) /p=p-link; printf(%dn,p-coef); printf(%dn,p-exp); p=p-next; return 1;void Display(Linklist llist) PNode p; p=llist-next; wh

14、ile(p!=NULL) printf(%d*(x)%d+,p-coef,p-exp); p=p-next; /MainTest.c 文件#include#include#include polynomial.hint main() Linklist head1,head2; printf(创建第一个多项式n); head1 =CreateNullList_link(); input(head1); print( head1); Display(head1); printf(创建第二个多项式n); head2 =CreateNullList_link(); input(head2); prin

15、t( head2); Display(head2); return 0;实验三 走迷宫一、实验目的通过设计走迷宫的算法，了解递归程序设计，使用非递归和递归方法分别完成走迷宫的算法二、实验内容本次实验的题目详细见实验题目文档，要求为走迷宫设计两种算法，一种使用了递归，一种没有使用递归的算法。实验题目中详细讲述的算法是非递归算法，用栈为辅助的数据结构。这里可以使用标准模板库中的stack三 实验代码#include #include using namespace std;char maze_layout1212= 1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1, 1,0,1,0,1,1,1,0,

16、0,0,0,1, 1,0,1,0,0,1,0,0,0,0,0,1, 1,0,0,0,0,1,0,1,1,0,0,1, 1,1,1,1,0,1,0,1,0,0,0,1, 1,0,0,1,0,0,0,1,0,1,1,1, 1,0,0,1,0,0,0,1,0,1,1,1, 1,0,1,1,0,1,0,1,0,0,0,1, 1,0,0,0,0,1,0,1,1,0,0,1, 1,0,0,0,0,1,0,1,1,0,0,1, 1,0,0,0,0,1,0,1,1,0,0,1,/-Exit 1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1 ;typedef struct Point int x; int y;P

17、oint, *PPoint;Point directPoint = 1,0,0,1,-1,0,0,-1,1,-1,1,1,-1,-1,-1,1; /下，右, 上，左， 左下， 右下， 左上，右上void displayMaze() coutt; for(int row=1;row11;row+) for(int col=1;col11;col+) if(maze_layoutrowcol= +) /把+ 消去 maze_layoutrowcol = 0; coutmaze_layoutrowcol ; if(row!=10) coutendlt; cout EXITendlendl;bool

18、solve(int i, int j) /递归 bool finish = false; maze_layoutij = X; if (i = 10 & j = 10) return true; / because were done int row, col; for(int k=0; k8; k+) /八个方向都走一遍 row = i + directPointk.x; col = j + directPointk.y; if(!finish & maze_layoutrowcol= 0) finish = solve(row, col); if (!finish) /无法走通，那么修改原

19、来设置的X符号，但是不设置为0，因为这个点现在已经走过 maze_layoutij = +; return finish;bool IsCanMove(Point point1, Point &point2) /point1是否可以移动, 能移动就把移动后的位置赋给point2 int row, col; maze_layoutpoint1.xpoint1.y = + ; if(point1.x = 10 & point1.y = 10) /走到终点 不可以再走了 return false; for(int i=0; i8; i+) row = point1.x + directPointi.

20、x; col = point1.y + directPointi.y; if(maze_layoutrowcol= 0) point2.x = row; point2.y = col; return true; return false;bool Maze() /非递归 stack s; Point point1, point2; point1.x = 1; point1.y = 1; while(IsCanMove(point1, point2) ) while(IsCanMove(point1, point2) s.push(point1); point1 = point2; if(poi

21、nt1.x = 10 & point1.y = 10) s.push(point1); break; while(!s.empty() & !IsCanMove(point1,point2) point1 = s.top(); s.pop(); if(s.empty() return false; while(!s.empty() maze_layouts.top().xs.top().y = X; s.pop(); return true;int main() solve(1,1); / Maze(); displayMaze(); return 0;实验四 按层次构造二叉树及二叉树遍历一、

22、实验目的设计数据结构和算法，实现树的构建掌握树的前根序、中根序和后根序遍历算法了解c+中类模板的定义和使用二、实验内容这个实验中要求用类模板来实现树的类。需要对类模板有些了解。注意，在编写代码的时候，要将所有模板信息放在一个头文件中，并在要使用这些模板的文件中包含该头文件(如果分别用.h和.cpp实现，那就必须在使用该类的地方同时包含该.h和.cpp文件)。因为模板不是函数，模板必须与特定的模板实例化请求一起使用。若将模板成员函数放置在一个独立的实现文件中将无法运行。1.二叉树的构建和遍历详细见实验题目文档。教科书上有一个用类模板实现的二叉树的类的定义，需要补充实现其中的二叉树的构建（要求使用

23、实验题目文档中的方法，但是实验题目文档中没有描述具体的算法，这里等下会简单讲述具体的算法）。在正确构建二叉树，实现这个类的基础上，对构建好的二叉树进行遍历（前根序、中根序和后根序，这三个遍历算法在教科书上都有详细的代码）。2.二叉树结点的插入详细见实验题目文档。简单的说就是根据二叉树的高度，进行结点的插入，把结点插入到高度最小的二叉树分叉上。这也是教科书中的一个习题。其中需要计算二叉树左右分支的高度。（1）计算树的高度的关键代码如下，采用的是递归调用：计算树的高度函数 如果寻找到的结点为空（空子树），则返回树的高度为0 否则进行下面的步骤1.计算左子树的高度2.计算右子树的高度3.返回左右子树

24、中高度最大的+1。（2）插入结点的算法如下，采用的是递归调用插入结点函数 如果找到的结点为空（空子树），则插入结点 否则进行下面的步骤如果右子树的高度小于左子树的高度，则往右子树插入结点如果右子树的高度大于等于左子树的高度，则往左子树插入结点注意事项：1、辅助构造树的队列中放的要是指向树结点的指针2、对于c不熟悉的同学，如果使用模板类，会有很大难度，建议大家如果对于c不熟悉，则不用模板类，用普通的类实现也是允许的三 实验代码#include #include using namespace std ;struct Binary_node/结构体 char data; Binary_node *

25、left; Binary_node *right;class Bintree private: Binary_node *root;public: Bintree() root=NULL; void buildtree(); /用户输入数据“#”结束 Bintree leftchild(Bintree); /查找并返回左子树 Bintree rightchild(Bintree);/查找并返回右子树 void preorder(Bintree); /先根遍历并输出 void inorder(Bintree); /中根 void postorder(Bintree); /后根 ;Bintree

26、Bintree:leftchild(Bintree t) Bintree tmp; /返回左子树 tmp.root=t.root-left; return tmp; Bintree Bintree:rightchild(Bintree t) Bintree tmp; tmp.root=t.root-right; /返回右子树 return tmp;void Bintree:preorder(Bintree t) /先根 if(t.root=NULL)return; coutdata; preorder(leftchild(t); preorder(rightchild(t);void Bintree:inorder(Bintree t) /中根 if(t.root=NULL)return; inorder(leftchild(t); coutdata; inorder(rightchild(t);void Bintree:postorder(B