大数据结构实验报告材料.docx

1、大数据结构实验报告材料本科生实验报告（二）姓名: 学院: 专业: 班级: 实验课程名称: 数据结构实验日期: 2013年 5月 25 日指导教师及职称: 实验成绩:开课时间：20122013 学年 第二 学期实验题目数据结构实验小组合作姓名班级学 号3一、实验目的 数组和广义表：实验6.1： 求5*5阶螺旋方阵；实验6.2： 求一个矩阵的马鞍点；实验6.3： 求两个对称矩阵之和与乘积；实验6.4： 实现稀疏矩阵（采用三元组表示）的基本运算；实验6.5： 实现广义表的基本运算。二实验环境计算机 Visual c+ 6.0三、实验内容与步骤6.1 以下是一个5*5的螺旋矩阵。设计一个程序exp6-

2、1.cpp输出该形式的n*n（n10）阶方阵（顺时针方向旋进）。1 2 3 4 516 17 18 19 615 24 25 20 714 23 22 21 813 12 11 10 9主程序如下： #include stdafx.h#include #define MaxLen 10void fun(int aMaxLenMaxLen,int n)int i,j,k=0,m;if (n%2=0) /m=n/2m=n/2;elsem=n/2+1;for (i=0;im;i+)for (j=i;jn-i;j+)k+;aij=k;for (j=i+1;j=i;j-)k+;an-i-1j=k;for

3、 (j=n-i-2;j=i+1;j-)k+;ji=k;void main()int n,i,j;int aMaxLenMaxLen;printf(输入n(n10):);scanf(%d,&n);fun(a,n);printf(%d阶数字方阵如下:n,n);for (i=0;in;i+)for (j=0;jn;j+)printf(%4d,aij);printf(n);运行结果：6.2：如果矩阵A中存在这样的一个元素Aij满足条件：Aij是第i行中值最小的元素，且又是第j列中值最大的元素，则称为该矩阵的一个马鞍点。设计一个程序exp6-2.cpp计算出m*n的矩阵A的所有马鞍点。主程序如下：#in

4、clude #define M 4#define N 4void MinMax(int AMN) int i,j; bool have=false; int minM,maxN; for (i=0;iM;i+) /计算出每行的最小值元素,放入min0.M-1之中 mini=Ai0; for (j=1;jN;j+) if (Aijmini) mini=Aij; for (j=0;jN;j+) /计算出每列的最大值元素,放入max0.N-1之中 maxj=A0j; for (i=1;imaxj) maxj=Aij; for (i=0;iM;i+) /判定是否为马鞍点 for (j=0;jN;j+)

5、 if (mini=maxj) printf( A%d%d=%dn,i,j,Aij); /显示马鞍点 have=true; if (!have) printf(没有鞍点n);void main() int i,j; int AMN=9, 7, 6, 8,20,26,22,25,28,36,25,30,12,4, 2, 6; printf(A矩阵:n); for (i=0;iM;i+) for (j=0;jN;j+) printf(%4d,Aij); printf(n); printf(A矩阵中的马鞍点:n); MinMax(A); /调用MinMax()找马鞍点运行结果：6.3：已知A和B为两

6、个n*n阶的对称矩阵，输入时，对称矩阵只输入下三角形元素，存入一维数组，如图6.5所示（对称矩阵M存储在一维数组A中），设计一个程序exp6-3.cpp实习如下功能：（1） 求对称矩阵A和B的和。（2） 求对称矩阵A和B的乘积。A:图6.5 对称矩阵的存储转换形式主程序如下：#include #define N 4#define M 10int value(int a,int i,int j) if (i=j) return a(i*(i-1)/2+j; else return a(j*(j-1)/2+i;void madd(int a,int b,int cN) int i,j; for (

7、i=0;iN;i+) for (j=0;jN;j+) cij=value(a,i,j)+value(b,i,j);void mult(int a,int b,int cN) int i,j,k,s; for (i=0;iN;i+) for (j=0;jN;j+) s=0; for (k=0;kN;k+) s=s+value(a,i,k)*value(b,k,j); cij=s; void disp1(int a) int i,j; for (i=0;iN;i+) for (j=0;jN;j+) printf(%4d,value(a,i,j); printf(n); void disp2(int

8、 cN) int i,j; for (i=0;iN;i+) for (j=0;jN;j+) printf(%4d,cij); printf(n); void main() int aM=1,2,3,4,5,6,7,8,9,10; int bM=1,1,1,1,1,1,1,1,1,1; int c1NN,c2NN; madd(a,b,c1); mult(a,b,c2); printf(a矩阵:n);disp1(a); printf(b矩阵:n);disp1(b); printf(a+b:n);disp2(c1); printf(ab:n);disp2(c2); printf(n);运行结果：6.

9、4：假设n*n的稀疏矩阵A采用三元组表示，设计一个程序exp6-4.cpp实现如下功能：（1） 生成如下两个稀疏矩阵矩阵的三元组a和b: （2） 输出a转置矩阵的三元组；（3） 输出a+b的三元组；（4） 输出a*b的三元组。主程序如下：#include #define N 4typedef int ElemType;#define MaxSize 100 /矩阵中非零元素最多个数typedef struct int r; /行号 int c; /列号 ElemType d; /元素值 TupNode; /三元组定义typedef struct int rows; /行数值 int cols;

10、 /列数值 int nums; /非零元素个数 TupNode dataMaxSize; TSMatrix; /三元组顺序表定义void CreatMat(TSMatrix &t,ElemType ANN) int i,j; t.rows=N;t.cols=N;t.nums=0; for (i=0;iN;i+) for (j=0;jN;j+) if (Aij!=0) t.datat.nums.r=i;t.datat.nums.c=j; t.datat.nums.d=Aij;t.nums+; void DispMat(TSMatrix t) int i; if (t.nums=0) return

11、; printf(t%dt%dt%dn,t.rows,t.cols,t.nums); printf(t-n); for (i=0;it.nums;i+) printf(t%dt%dt%dn,t.datai.r,t.datai.c,t.datai.d);void TranMat(TSMatrix t,TSMatrix &tb) int p,q=0,v; /q为tb.data的下标 tb.rows=t.cols;tb.cols=t.rows;tb.nums=t.nums; if (t.nums!=0) for (v=0;vt.cols;v+) /tb.dataq中的记录以c域的次序排列 for (

12、p=0;pt.nums;p+) /p为t.data的下标 if (t.datap.c=v) tb.dataq.r=t.datap.c; tb.dataq.c=t.datap.r; tb.dataq.d=t.datap.d; q+; bool MatAdd(TSMatrix a,TSMatrix b,TSMatrix &c) int i=0,j=0,k=0; ElemType v; if (a.rows!=b.rows | a.cols!=b.cols) return false; /行数或列数不等时不能进行相加运算 c.rows=a.rows;c.cols=a.cols; /c的行列数与a的相

13、同 while (ia.nums & jb.nums) /处理a和b中的每个元素 if (a.datai.r=b.dataj.r) /行号相等时 if(a.datai.cb.dataj.c)/a元素的列号大于b元素的列号 c.datak.r=b.dataj.r; /将b元素添加到c中 c.datak.c=b.dataj.c; c.datak.d=b.dataj.d; k+;j+; else /a元素的列号等于b元素的列号 v=a.datai.d+b.dataj.d; if (v!=0) /只将不为0的结果添加到c中 c.datak.r=a.datai.r; c.datak.c=a.datai.

14、c; c.datak.d=v; k+; i+;j+; else if (a.datai.rb.dataj.r) /a元素的行号小于b元素的行号 c.datak.r=a.datai.r; /将a元素添加到c中 c.datak.c=a.datai.c; c.datak.d=a.datai.d; k+;i+; else /a元素的行号大于b元素的行号 c.datak.r=b.dataj.r; /将b元素添加到c中 c.datak.c=b.dataj.c; c.datak.d=b.dataj.d; k+;j+; c.nums=k; return true;int getvalue(TSMatrix c

15、,int i,int j) int k=0; while (kc.nums & (c.datak.r!=i | c.datak.c!=j) k+; if (kc.nums) return(c.datak.d); else return(0);bool MatMul(TSMatrix a,TSMatrix b,TSMatrix &c) int i,j,k,p=0; ElemType s; if (a.cols!=b.rows) /a的列数不等于b的行数时不能进行相乘运算 return false; for (i=0;ia.rows;i+) for (j=0;jb.cols;j+) s=0; fo

16、r (k=0;ka.cols;k+) s=s+getvalue(a,i,k)*getvalue(b,k,j); if (s!=0) /产生一个三元组元素 c.datap.r=i; c.datap.c=j; c.datap.d=s; p+; c.rows=a.rows; c.cols=b.cols; c.nums=p; return true;void main() ElemType a1NN=1,0,3,0,0,1,0,0,0,0,1,0,0,0,1,1; ElemType b1NN=3,0,0,0,0,4,0,0,0,0,1,0,0,0,0,2; TSMatrix a,b,c; CreatM

17、at(a,a1); CreatMat(b,b1); printf(a的三元组:n);DispMat(a); printf(b的三元组:n);DispMat(b); printf(a转置为cn); TranMat(a,c); printf(c的三元组:n);DispMat(c); printf(c=a+bn); MatAdd(a,b,c); printf(c的三元组:n);DispMat(c); printf(c=abn); MatMul(a,b,c); printf(c的三元组:n);DispMat(c);运行结果：6.5：编写一个程序exp6-5.cpp，实现广义表的各种运算，并在此基础上设

18、计一个主程序完成如下功能：（1） 建立广义表g=“（b,(b,a,(#),d),(a,b),c,(#)）”的链式存储结构；（2） 输出广义表g的长度；（3） 输出广义表g的深度；（4） 输出广义表g的最大原子。主程序如下：#include #include typedef char ElemType;typedef struct lnode int tag; /节点类型标识 union ElemType data; struct lnode *sublist; val; struct lnode *link; /指向下一个元素 GLNode;GLNode *CreateGL(char *&s)

19、 /返回由括号表示法表示s的广义表链式存储结构 GLNode *g; char ch=*s+; /取一个字符 if (ch!=0) /串未结束判断 g=(GLNode *)malloc(sizeof(GLNode);/创建一个新节点 if (ch=() /当前字符为左括号时 g-tag=1; /新节点作为表头节点 g-val.sublist=CreateGL(s); /递归构造子表并链到表头节点 else if (ch=) g=NULL; /遇到)字符,g置为空 else if (ch=#) /遇到#字符，表示空表 g-val.sublist=NULL; else /为原子字符 g-tag=0

20、; /新节点作为原子节点 g-val.data=ch; else /串结束,g置为空 g=NULL; ch=*s+; /取下一个字符 if (g!=NULL) /串未结束，继续构造兄递节点 if (ch=,) /当前字符为, g-link=CreateGL(s); /递归构造兄递节点 else /没有兄弟了,将兄弟指针置为NULL g-link=NULL; return g; /返回广义表gint GLLength(GLNode *g) /求广义表g的长度 int n=0; g=g-val.sublist; /g指向广义表的第一个元素 while (g!=NULL) n+; g=g-link;

21、 return n;int GLDepth(GLNode *g) /求广义表g的深度 int max=0,dep; if (g-tag=0) return 0; g=g-val.sublist; /g指向第一个元素 if (g=NULL) /为空表时返回1 return 1; while (g!=NULL) /遍历表中的每一个元素 if (g-tag=1) /元素为子表的情况 dep=GLDepth(g); /递归调用求出子表的深度 if (depmax) max=dep; /max为同一层所求过的子表中深度的最大值 g=g-link; /使g指向下一个元素 return(max+1); /返

22、回表的深度void DispGL(GLNode *g) /输出广义表g if (g!=NULL) /表不为空判断 /先输出g的元素 if (g-tag=0) /g的元素为原子时 printf(%c, g-val.data); /输出原子值 else /g的元素为子表时 printf(); /输出( if (g-val.sublist=NULL) /为空表时 printf(#); else /为非空子表时 DispGL(g-val.sublist); /递归输出子表 printf(); /输出) if (g-link!=NULL) printf(,); DispGL(g-link); /递归输出

23、g的兄弟 ElemType maxatom(GLNode *g) /求广义表g中最大原子 ElemType max1,max2; if (g!=NULL) if (g-tag=0) max1=maxatom(g-link); return(g-val.datamax1?g-val.data:max1); else max1=maxatom(g-val.sublist); max2=maxatom(g-link); return(max1max2?max1:max2); else return 0;void main() GLNode *g; char *str=(b,(b,a,(#),d),(

24、a,b),c,(#); g=CreateGL(str); printf(广义表g:);DispGL(g);printf(n); printf(广义表g的长度:%dn,GLLength(g); printf(广义表g的深度:%dn,GLDepth(g); printf(最大原子:%cn,maxatom(g);运行结果：四、实验过程与分析1.通过实验6.1的学习，了解了如何求5*5阶螺旋方阵，并且方阵是建立在数组的基础上，且从中掌握了数组的基本运算如Value(A,index1,index2,indexd)：A是已存在的d维数组，index1，index2，indexd是指定的d个下标值，且这些下标均未越界。其运算结果是返回由上述下标指定的A中的对应；Assign(A,e,index1,index2,indexd)：A是已存在的d维数组，e为元素变量，index1，index2，