级本科数据结构实验指导书.docx

1、级本科数据结构实验指导书数据结构与算法实验指导书实验一 线性表的实验一、实验目的1、掌握用Visual C+6.0上机调试顺序表的基本方法。2、掌握顺序表的基本操作，插入、删除、查找、以及有序顺序表的合并等算法的实现。3、掌握用Visual C+6.0上机调试单链表的基本方法。4、掌握单链表的插入、删除、查找、求表长以及有序单链表的合并算法的实现。5、进一步掌握循环单链表和双链表的插入、删除、查找算法的实现。二、实验内容(一)完成下列程序，该程序生成一个如表1所示的顺序表，并在第2个位置插入如表2所示的数据元素，删除在第3个位置的数据元素，显示顺序表的每个元素。要求生成顺序表时，从键盘上读取数

2、据元素，用顺序存储结构实现存储。表1学号姓名性别年龄2013001张珊女192013002李思女192013004王强男202013005赵括男212013006刘刚男20表22013003陈琪女19typedef struct DataType listMaxSize; int size; SeqList;void ListInitiate(SeqList *L) L-size = 0; /*定义初始数据元素个数*/ int ListLength(SeqList L) return L.size;int ListInsert(SeqList *L, int i, DataType x) in

3、t j; for(j = L-size; j i; j-) L-listj = L-listj-1; L-listi = x; /*插入x*/ L-size +; /*元素个数加1*/ return 1; int ListDelete(SeqList *L, int i, DataType *x) int j; *x = L-listi; /*保存删除的元素到x中*/ for(j = i +1; j size-1; j+) L-listj-1 = L-listj; L-size-; /*数据元素个数减1*/ return 1;int ListGet(SeqList L, int i, Data

4、Type *x) if(i L.size-1) printf(参数i不合法! n); return 0; else *x = L.listi; return 1; （二）已知顺序表la和lb中的数据元素按非递减有序排列，将la和lb表中的数据元素，合并成为一个新的顺序表lc，要求 lc中的数据元素仍按非递减有序排列，并且不破坏la和lb表。（三）完成下列程序，该程序构建如表3所示的带头结点的单链表h，在单链表h中第3个数据元素之前插入如表4所示的数据元素，删除第4个数据元素。要求生成单链表时，从键盘上读取数据元素，用链式存储结构实现存储。表3员工编号姓名性别职位001张珊女文员002李思女销售

5、员004王强男经理005赵括男秘书006刘刚男文员表42013003陈琪女19typedef struct Node DataType data; struct Node *next; SLNode;void ListInitiate(SLNode *head) *head = (SLNode *)malloc(sizeof(SLNode); (*head)-next = NULL; int ListLength(SLNode *head) SLNode *p = head; int size = 0; while(p-next != NULL) p = p-next; size +; ret

6、urn size;int ListInsert(SLNode *head, int i, DataType x) SLNode *p, *q; int j; p = head; j = -1; while(p-next != NULL & j next; j+; if(j != i - 1) printf(“插入位置参数错！”); return 0; q = (SLNode *)malloc(sizeof(SLNode); q-data = x; q-next = p-next; p-next = q; return 1;int ListDelete(SLNode *head, int i,

7、DataType *x) SLNode *p, *s; int j; p = head; j = -1; while(p-next != NULL & p-next-next!= NULL & j next; j+; if(j != i - 1) printf(“插入位置参数错！”); return 0; s = p-next; *x = s-data; p-next = p-next-next; free(s); return 1; int ListGet(SLNode *head, int i, DataType *x) SLNode *p; int j; p = head; j = -1

8、; while(p-next != NULL & j next; j+; if(j != i) printf(“取元素位置参数错！”); return 0; *x = p-data; return 1; void Destroy(SLNode *head) SLNode *p, *p1; p = *head; while(p != NULL) p1 = p; p = p-next; free(p1); *head = NULL;（四）已知单链表la和lb中的数据元素按非递减有序排列，将la和lb中的数据元素,合并为一个新的单链表lc,lc中的数据元素仍按非递减有序排列。要求不破坏la表和lb表

9、的结构。（五） 约瑟夫环程序：设有N个人围坐一圈，现从某个人开始报数，数到M的人出列，接着从出列的下一个人开始重新报数，数到M的人以出列，如此下去，直到所有人都出列为此。试设计确定他们的出列次序序列的程序。要求选择单向循环链表作为存储结构模拟整个过程，并依次输出列的各人的编号。如 n=8, m=4 时，若从第一个人， 设每个人的编号依次为 1，2，3，开始报数，则得到的出列次序为4，8，5，2，1，3，7，6，实验二 栈、队列的实现及应用一、实验目的1、掌握栈和队列的顺序存储结构和链式存储结构，以便在实际背景下灵活运用。2、掌握栈和队列的特点，即先进后出与先进先出的原则。3、掌握栈和队列的基本

10、操作实现方法。二、实验内容（一）完成下列程序，该程序实现栈的顺序存储结构，构建顺序栈（栈中的元素依次为R，S，Y，F，C，T），依次进行进栈和出栈操作，判断栈空和栈满操作，返回栈顶元素操作。要求生成顺序栈时，从键盘上读取数据元素。typedef struct DataType stackMaxStackSize; int top; SeqStack;void StackInitiate(SeqStack *S) S-top = 0; int StackNotEmpty(SeqStack S) if(S.top top = MaxStackSize) printf(堆栈已满无法插入! n); r

11、eturn 0; else S-stackS-top = x; S-top +; return 1; int StackPop(SeqStack *S, DataType *d) if(S-top top -;*d = S-stackS-top; return 1; int StackTop(SeqStack S, DataType *d) if(S.top next = NULL; int StackNotEmpty(LSNode *head) if(head-next = NULL) return 0; else return 1;int StackPush(LSNode *head, D

12、ataType x) LSNode *p; p = (LSNode *)malloc(sizeof(LSNode) ; p-data = x; p-next = head-next; head-next = p; return 1;int StackPop(LSNode *head, DataType *d) LSNode *p = head-next; if(p = NULL) printf(堆栈已空出错！); return 0; head-next = p-next; *d = p-data; free(p); return 1;int StackTop(LSNode *head, Dat

13、aType *d) LSNode *p = head-next; if(p = NULL) printf(堆栈已空出错！); return 0; *d = p-data; return 1;void Destroy(LSNode *head) LSNode *p, *p1; p = head; while(p != NULL) p1 = p; p = p-next; free(p1); （三）利用顺序栈实现数制转换，输入十进制整数，分别将其转换为八进制数和二进制数。（四）完成下列程序，该程序实现循环队列的存储和基本操作，构建循环队列（队列中的元素依次为John，Mary，Linda，Mike，

14、Paul），依次进行判断队列是否为空和满操作、入队和出队操作、取得队首元素操作。typedef struct DataType queueMaxQueueSize; int rear; int front; int count; SeqCQueue;void QueueInitiate(SeqCQueue *Q) Q-rear = 0; Q-front = 0; Q-count = 0;int QueueNotEmpty(SeqCQueue Q) if(Q.count != 0) return 1; else return 0;int QueueAppend(SeqCQueue *Q, Dat

15、aType x) if(Q-count 0 & Q-rear = Q-front) printf(队列已满无法插入! n); return 0; else Q-queueQ-rear = x; Q-rear = (Q-rear + 1) % MaxQueueSize; Q-count+; return 1; int QueueDelete(SeqCQueue *Q, DataType *d) if(Q-count = 0) printf(队列已空无数据元素出队列! n); return 0; else *d = Q-queueQ-front; Q-front = (Q-front + 1) %

16、 MaxQueueSize; Q-count-; return 1; int QueueGet(SeqCQueue Q, DataType *d) if(Q.count = 0) printf(队列已空无数据元素可取! n); return 0; else *d = Q.queueQ.front; return 1; 实验三 二叉树的操作及应用一、实验目的1、进一步掌握指针变量、动态变量的含义。2、掌握二叉树的结构特性，以及各种存储结构的特点和适用范围。3、掌握用指针类型描述、访问和处理二叉树的运算。二、实验内容（一）完成下列程序，该程序以二叉链表作存储结构，构建如图1所示的二叉树，并依次进行

17、二叉树的前序、中序、后序及层次遍历。图1typedef struct Node DataType data; struct Node *leftChild; struct Node *rightChild;BiTreeNode;/*初始化*/void Initiate(BiTreeNode *root) *root = (BiTreeNode *)malloc(sizeof(BiTreeNode); (*root)-leftChild = NULL; (*root)-rightChild = NULL;void PreOrder(BiTreeNode *t, void Visit(DataTy

18、pe item)/*前序遍历二叉树t，访问操作为Visit()函数*/ if(t != NULL) Visit(t-data); PreOrder(t-leftChild, Visit); PreOrder(t-rightChild, Visit); void InOrder(BiTreeNode *t, void Visit(DataType item) /*中序t */ if(t != NULL) InOrder(t-leftChild, Visit); Visit(t-data); InOrder(t-rightChild, Visit); void PostOrder(BiTreeNo

19、de *t, void Visit(DataType item) /*后序 */ if(t != NULL) PostOrder(t-leftChild, Visit); PostOrder(t-rightChild, Visit); Visit(t-data); （二）完成下列程序，该程序以二叉链表作存储结构，构建如图2所示二叉树，计算二叉树深度、所有结点总数、叶子结点数、双孩子结点个数、单孩子结点个数。图2int BTreeDepth(BiTreeNode * BT) int leftdep,rightdep; if (BT=NULL) return(0); else leftdep=BT

20、reeDepth(BT-leftChild); rightdep=BTreeDepth(BT-rightChild); if (leftdeprightdep) return(leftdep+1); else return(rightdep+1); int nodecount(BiTreeNode * BT) if (BT=NULL) return(0); else return(nodecount(BT- leftChild)+nodecount(BT- rightChild)+1);int leafcount(BiTreeNode * BT) if (BT=NULL) return(0);

21、 else if (BT- leftChild =NULL & BT- rightChild =NULL) return(1); else return(leafcount(BT- leftChild)+leafcount(BT- rightChild);int notleafcount(BiTreeNode * BT) if (BT=NULL) return(0); else if (BT- leftChild =NULL & BT- rightChild =NULL) return(0); else return(notleafcount(BT- leftChild)+notleafcou

22、nt(BT- rightChild)+1);int onesoncount(BiTreeNode * BT) if (BT=NULL) return(0);else if (BT- leftChild =NULL & BT- rightChild!=NULL) | (BT- leftChild!=NULL & BT- rightChild =NULL) return(onesoncount(BT- leftChild)+onesoncount(BT- rightChild)+1); else return(onesoncount(BT- leftChild)+onesoncount(BT- r

23、ightChild); int twosoncount(BiTreeNode * BT) if (BT=NULL) return(0); else if (BT- leftChild =NULL | BT- rightChild =NULL) return(twosoncount(BT- leftChild)+twosoncount(BT- rightChild); else if (BT- leftChild!=NULL & BT- rightChild!=NULL) return(twosoncount(BT- leftChild)+twosoncount(BT- rightChild)+

24、1);（三）用非递归方式遍历图2所示的二叉树（先序、中序或后序），输出遍历序列。实验四 图的操作及应用一、实验目的1、理解图的基本概念及术语。2、掌握图的两种存储结构(邻接矩阵和邻接表)的表示方法。3、熟练掌握图的两种遍历(深度优先搜索遍历和广度优先搜索遍历)的算法思想、步骤，并能列出在两种存储结构上按上述两种遍历算法得到的序列。4、理解最小生成树的概念，能按Prim算法构造最小生成树。二、实现内容（一）完成下列程序，该程序构造如图1所示的图的邻接矩阵存储结构。图1/*邻接矩阵*/typedef struct SeqList Vertices; int edgeMaxVerticesMaxVe

25、rtices; int numOfEdges; AdjMGraph;void Initiate(AdjMGraph *G, int n) int i, j; for(i = 0; i n; i+) for(j = 0; j edgeij = 0; else G-edgeij = MaxWeight; G-numOfEdges = 0; /*边的条数置为0*/ ListInitiate(&G-Vertices); /*顺序表初始化*/void InsertVertex(AdjMGraph *G, DataType vertex) ListInsert(&G-Vertices, G-Vertices.size, vertex);void InsertEdge(AdjMGraph *G, int v1, int v2, int weight) if(v1 G-Vertices.size | v2 G-Vertices.size) printf(参数v1或v2越界出错!n); exit(1); G-edgev1v2 = weight; G-numOfEdges+;typedef struct int row; /行下标 int col; /列下标 int weight; /权值 RowColWeight;void CreatGr