数据结构之实验大纲.docx

1、数据结构之实验大纲数据结构课程实验大纲课程名称：数据结构 课程编号：04516017英文名称：Data Structure课程类型: 学科基础平台课（必修）实验学时：32适用对象:软件工程、网络工程专业本科先修课程：C/C+程序设计一、课程简介数据结构主要讨论各种数据结构的逻辑结构、存储结构及有关操作的算法。目的是使学生学会分析和研究计算机处理的数据结构的特点，以便为应用中涉及到的数据选择适当的逻辑结构、存储结构及相应的算法，并初步了解对算法的时间复杂度分析和空间复杂度的分析方法。二、实验课程性质、目的和任务数据结构是计算机各相关专业的一门专业课，通过实验，使学生加深对理论的理解和掌握，提高系

2、统分析及制作各种应用软件的能力。三、实验课程基本要求（1）掌握C语言的基本语句和程序设计方法。（2）掌握根据实际问题, 选择适当的数据表示方法, 并进行算法设计的方法。 （3）学会独立调试程序。四、实验课程内容及要求必须仔细理解数据结构实验内容，认真主动完成实验的要求。有问题及时主动通过各种方式与教师联系沟通，要发挥自主学习的能力，充分利用时间，安排好实验的时间计划，并在实验过程中不断检测自己的计划完成情况，及时的向教师汇报。五、实验课程说明及建议数据结构中的算法需要通过高级程序语言来实现，本课程实验是在VC6.0环境下使用C语言来实现，所以要求学生有较好的C语言基础。试验的最后章节最好有一个

3、综合实验，能够让学生体会到数据结构的应用。六、各实验环节学时分配序号实验名称实验学时1多个数的求和、平均、最大值、最小值12集合的交、并差13顺序表的基本操作64链表的基本操作45顺序栈的基本操作26链队列的基本操作27矩阵的2种转置运算48二叉树的应用49赫夫曼树的构建410构造无向图（算法7.1），深度和广度遍历4合计32七、考核方式 根据程序设计的具体步骤和实验基本要求，综合评定分为优、良、中、及格、不及格五个等级。并折合入总成绩，占总成绩的20%。八、推荐实验教材和实验参考书教 材： 数据结构（c语言版），严蔚敏、吴伟民编著，清华大学出版社 参考书： C程序设计 谭浩强 清华大学出版社

4、九、实验内容实验1、多个数的求和、平均、最大值、最小值 （1学时）（1）实验目的通过该实验，让学生对上学期所学C语言的相关内容进行回顾和熟悉，特别是顺序结构、循环结构和分支结构，熟悉C中对数组相关操作的实现。（2）实验内容通过键盘输入整数，直到遇到一个负数为止，该负数不考虑在内，求所输整数的合、平均值、最大值和最小值，并在屏幕上输出。（3）验收/测试用例输入：1、3、5、10、16、-1输出：总和 = 35；平均值 = 7； 最大值 = 10； 最小值 = 1实验2、集合的交、并差 （1学时）（1）实验目的通过该实验，进一步让学生熟练掌握循环结构、循环控制条件、分支结构和数组/链表基本操作的实

5、现，掌握函数参数设定的有关内容，体会到用数组存储集合时，需要记录集合元素的个数，否则输出结果会出现数据越界现象。（2）实验内容通过键盘，分别输入两个数据元素类型为正整数的集合A和B，以负数输入为结束条件，输出两个集合的交、并、差。从程序完善性上考虑，集合元素输入时，要有检查元素重复的功能。集合可以用数组也可以用链表存储。（3）验收/测试用例输入： A=1,2,3,4,5 B=3,4,5,6,7输出 A交B=3， 4， 5 A并B=1，2，3，4，5，6，7 A-B=1, 2实验3、顺序表的基本操作 （6学时）（1）实验目的通过该实验，深入理解顺序表的逻辑结构、物理结构等概念，掌握顺序表基本操作

6、的编程实现，注意顺序表插入、删除等操作过程中数据元素的移动现象，培养学生编写程序时，要考虑程序的强壮性，熟练掌握通过函数参数返回函数结果的办法。（2）实验内容编程实现顺序表下教材第二章定义的线性表的基本操作，最好用菜单形式对应各个操作，使其编程一个完整的小软件。（3）参考界面（3）验收/测试用例通过菜单调用各个操作，测试点： 没有初始化前进行其他操作，程序是否能控制住； 初始化一个顺序表； 插入数据(位置， 数据)，要测插入位置不合法的情况（0,1）、（2,1），正确插入4个数据（1，2）、（1，1）、（3,3）； 显示顺序表中的数据，屏幕输出1， 2， 3； 判空，屏幕输出顺便表非空； 顺便

7、表长度，屏幕输出3； 获取指定位置元素，要测指定位置在【1，3】范围之外的情况和之内的情况； 定位，输入：4， 输出：不存在，输入2，输出位置为2； 求直接前驱，要测求第一个元素的前驱、不存在顺序表中的元素的直接前驱，其他元素的直接前驱； 求直接后继，要测最后一个元素的后继、不存在顺序表中的元素的直接后继，其他元素的直接后继； 删除，要测位置在【1，3】范围之外的情况和之内的情况； 清空操作后再测长度； 销毁顺序表实验4、链表的基本操作 （4学时）（1）实验目的通过该实验，深入理解链表的逻辑结构、物理结构等概念，掌握链表基本操作的编程实现，熟练掌握C语言中指针的操作。和实验3对比，掌握线性结构

8、两种不同存储方式的区别。（2）实验内容编程实现链表下教材第二章定义的线性表的基本操作，最好用菜单形式对应各个操作，使其编程一个完整的小软件。（3）参考界面（4）验收/测试用例同实验4实验5、顺序栈的基本操作 （2学时）（1）实验目的通过该实验，让学生掌握栈的相关基本概念，认识栈是插入和删除集中在一端进行的线性结构，掌握栈的“先入后出”操作特点。栈在进行各类操作时，栈底指针固定不动，掌握栈空、栈满的判断条件。（2）实验内容用顺序存储结构，实现教材定义的栈的基本操作，提供数制转换功能，将输入的十进制整数转换成二进制。（3）参考界面（4）验收/测试用例通过菜单调用各个操作，测试点： 没有初始化前进行

9、其他操作，程序是否能控制住； 初始化一个栈； 判栈空，屏幕显示栈为空； 3个数入栈， 1、2、3； 栈长度，屏幕输出3； 取栈顶元素，再判栈空，然后再判栈长度。让学生知道取栈顶元素不改变栈中的内容，栈顶指针不发生改变； 出栈，再判栈长度； 销毁栈，再做其他操作，判断程序是否能控制； 数制转换，输入：8，输出：100实验6、链队列的基本操作 （2学时）（1）实验目的通过该实验，使学生理解链队列的构造特点并灵活应用，掌握链队基本操作的编程实现，认识栈是在一端进行插入，在另一端进行删除集中操作的线性结构，掌握队列的“先入先出”操作特点，知道判断队列空和满的条件，进一步熟悉C语言中指针操作。（2）实验

10、内容用链式存储结构，实现教材定义的队列的基本操作。（3）参考界面（4）验收/测试用例通过菜单调用各个操作，测试点： 没有初始化前进行其他操作，程序是否能控制住； 初始化一个队列； 判队列空，屏幕显示队列为空； 4个数入队， 1、2、3、5； 栈长度，屏幕输出4； 取队头元素，再判栈空，然后再判栈长度。让学生知道取队头元素不改变队列中的内容，队头指针不发生改变； 出队，再判栈长度； 销毁队，再做其他操作，判断程序是否能控制；实验7、矩阵的2种转置运算 （4学时）（1）实验目的通过该实验，让学生理解矩阵压缩存储的概念、方法等相关知识，掌握用三元组表方式如何进行矩阵的压缩存储，并在此基础上进行转置操

11、作，理解转置和快速转置两种矩阵转置算法的思想。（2）实验内容用三元组表压缩存储矩阵，实现创建矩阵、显示以及教材中介绍的两种转置算法。（3）参考界面（4）验收/测试用例 创建， 输入：4（行数） 4（列数） 5（非零元个数） （1,1,1） （2,3,2） （3,1,3） （3,4,5） （4,2,4）检查是否能拦截元素重复输入 显示屏幕上输出 1 0 0 0 0 0 2 0 3 0 0 5 0 4 0 0 转置屏幕上输出 1 0 3 0 0 0 0 4 0 2 0 0 0 0 5 0实验8、二叉树的应用 （4学时）（1）实验目的通过该实验，使学生理解二叉树的链式存储，掌握二叉树的几种遍历算法，

12、并通过该实验使学生理解递归的含义，掌握C语言编写递归函数的方法和注意事项。（2）实验内容实现教材中算法6.4描述的二叉树创建算法，在此基础上实现二叉树的先序、后序递归遍历算法、两种非递归中序遍历、层序遍历、求二叉树的深度。（3）参考界面（4）验收/测试用例 创建输入 ：ABC$DE$G$F$ ($表示空格)该输入对应的树如图所示 先序 屏幕输出 A B C D E G F 后序 屏幕输出 C G E F D B A 中序 屏幕输出 C B E G D F A (两种中序非递归还需看源代码) 层序 屏幕输出 A B C D E F G 深度 屏幕显示 深度为5实验9、赫夫曼树的构建 （4学时）（

13、1）实验目的通过该实验，使学生理解赫夫曼树的概念，掌握赫夫曼树及赫夫曼编码的构造过程，体会网络发送端和接收端编码和译码过程及其工作原理。（2）实验内容给定报文中26个字母a-z及空格的出现频率64, 13, 22, 32, 103, 21, 15, 47, 57, 1, 5, 32, 20, 57, 63, 15, 1, 48, 51, 80, 23, 8, 18, 1, 16, 1, 168，构建赫夫曼树并为这27个字符编制赫夫曼编码，并输出。模拟发送端，从键盘输入字符串，以%为结束标记，在屏幕上输出输入串的编码；模拟接收端，从键盘上输入0-1赫夫曼编码串，翻译出对应的原文。（3）参考界面（

14、4）验收/测试用例 模拟发送端 输入：I love you 输出：01101111011110011100000010111100011100100001 模拟接收端 输入输入：01101101111011000111111010111101101001100001输出：it is a dog实验10、构造无向图（算法7.1），深度和广度遍历 （4学时）（1）实验目的通过该实验，使学生掌握图的几种存储结构，理解图的深度优先和广度优先遍历算法的思想和实现办法，（2）实验内容实现教材算法7.2利用邻接矩阵构造无向图的算法，提供从邻接矩阵获得邻接表的功能，在此基础上进行深度优先遍历和广度优先遍历。（3）参考界面 （4）验收/测试用例 创建所示无向图屏幕输出邻接矩阵 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 0 深度优先遍历屏幕输出： 1 2 3 4 5 6 广度优先遍历屏幕输出：1 2 6 3 4 5 实验大纲制订人：乔保军实验大纲审定人：制订日期：2015.08