实验指导-数据结构B教案资料

实验指导-数据结构B

附录综合实验

1、实验目的

本课程的目标之一是使得学生学会如何从问题出发，分析数据，构造求解问题的数据结构和算法，培养学生进行较复杂程序设计的能力。本课程实践性较强，为实现课程目标，要求学生完成一定数量的上机实验。从而一方面使得学生加深对课内所学的各种数据的逻辑结构、存储表示和运算的方法等基本内容的理解，学习如何运用所学的数据结构和算法知识解决应用问题的方法；另一方面，在程序设计方法、C语言编程环境以及程序的调试和测试等方面得到必要的训练。

2、实验基本要求：

1）学习使用自顶向下的分析方法，分析问题空间中存在哪些模块，明确这些模块之间的关系。

2）使用结构化的系统设计方法，将系统中存在的各个模块合理组织成层次结构，并明确定义各个结构体。确定模块的主要数据结构和接口。

3）熟练使用C语言环境来实现或重用模块，从而实现系统的层次结构。模块的实现包括结构体的定义和函数的实现。

4）学会利用数据结构所学知识设计结构清晰的算法和程序，并会分析所设计的算法的时间和空间复杂度。

5）所有的算法和实现均使用C语言进行描述，实验结束写出实验报告。

3、实验项目与内容：

1、线性表的基本运算及多项式的算术运算

内容：实现顺序表和单链表的基本运算，多项式的加法和乘法算术运算。

要求：能够正确演示线性表的查找、插入、删除运算。实现多项式的加法和乘法运算操作。

2、二叉树的基本操作及哈夫曼编码译码系统的实现

内容：创建一棵二叉树，实现先序、中序和后序遍历一棵二叉树，计算二叉树结点个数等操作。哈夫曼编码/译码系统。

要求：能成功演示二叉树的有关运算，实现哈夫曼编码/译码的功能，运算完毕后能成功释放二叉树所有结点占用的系统内存。

3、图的基本运算及智能交通中的最佳路径选择问题

内容：在邻接矩阵和邻接表两种不同存储结构上实现图的基本运算的算法，实现图的深度和宽度优先遍历算法，解决智能交通中的路径选择问题。设有n 个地点，编号为0~n-1，m条路径的起点、终点和代价由用户输入提供，寻找最佳路径方案（例如花费时间最少、路径长度最短、交通费用最小等，任选其一即可）。

要求：设计主函数，测试上述运算。

4、各种内排序算法的实现及性能比较

内容：验证教材的各种内排序算法。分析各种排序算法的时间复杂度。

要求：使用随机数产生器产生较大规模数据集合，运行上述各种排序算法，使用系统时钟测量各算法所需的实际时间，并进行比较。

4、实验报告范例：

实验╳╳╳╳╳╳

班级____________姓名____________学号____________日期____________

1. 实验目的：

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（扼要而准确地描述所求解的实验项目的目的。）

2. 实验任务：

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（明确实验项目的任务和演示程序的主要功能。）

3. 实验内容：

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（使用模块和流程图表示系统分析和设计的结果，描述各模块之间的层次结构，给出函数之间的调用关系和数据传递方式，给出核心算法的C源代码，并加上详细注释，分析主要算法的时间复杂度，必要时分析空间复杂度，给出算法分析的计算过程。）

4. 实验过程描述：

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（列出实验所用的测试用例和相应的程序运行结果(需要程序运行结果的屏幕截图)，总结本次实验，包括对测试结果的分析，测试和调试过程遇到问题的回顾和分析，软件设计与实现的经验和体会，进一步改进的设想。）

实验1 线性表及多项式的运算

一、实验目的

1、掌握线性表的两种基本存储结构及其应用场合：顺序存储和链接存储。

2、掌握顺序表和链表的各种基本操作算法。

3、理解线性表应用于多项式的实现算法。

二、实验内容

1、参照程序2.1～2.7，编写程序，完成顺序表的初始化、查找、插入、删除、输出、撤销等操作。

2、已知带表头结点单链表的类型定义如下：

typedef struct node

{

ElemType element; //结点的数据域

struct node *link; //结点的指针域

}node;

typedef struct

{

struct node * head;

int n;

}headerList;

参照程序2.8～2.14，编写程序，完成带表头结点单链表的初始化、查找、插入、删除、输出、撤销等操作。

3、以题2所示带表头结点单链表为存储结构，编写程序实现单链表的逆置操作。（原单链表为（a0，a1，……，a n-1），逆置后为（a n-1，a n-2，……，a0），要求不引入新的存储空间）。

4、以题2所示带表头结点单链表为存储结构，编写程序实现将单链表排序成为有序单链表的操作。

5、已知带表头结点一元多项式的类型定义如下：

typedef struct pNode

{

int coef;

int exp;

struct pNode* link;

} pNode;

typedef struct

{

struct pNode *head;

} polynominal;

编写程序实现一元多项式的创建、输出、撤销以及两个一元多项式相加和相乘的操作。

实验2 二叉树的基本操作及哈夫曼编码译

码系统的实现

一、实验目的

1、掌握二叉树的二叉链表存储表示及遍历操作实现方法。

2、实现二叉树遍历运算的应用：求二叉树中叶子结点个数、结点总数、二叉树的高度、交换二叉树的左右子树等。

3、掌握二叉树的应用—哈夫曼编码的实现。

二、实验内容

1、已知二叉树二叉链表结点结构定义如下：

typedef struct BinaryTreeNode{

T Data；

struct BinaryTreeNode * LChild，* RChild；

} BinaryTreeNode，* BinTree；

参照程序5.1～5.4，编写程序，完成二叉树的先序创建、先序遍历、中序遍历、后序遍历等操作。

2、以题1所示二叉链表为存储结构，编写程序实现求二叉树结点个数、叶子结点个数、二叉树的高度以及交换二叉树所有左右子树的操作。

3、已知哈夫曼树结点结构定义如下：

typedef{

ElementType Data; //结点的数据域

int w; //结点的权值

int parent, lchild, rchild; //结点的双亲、左孩子、右孩子

}HFMTNode;

编写程序，实现哈夫曼树的创建、哈夫曼编码以及解码的实现。