数据结构与算法课程设计题目[范文大全]

数据结构与算法课程设计题目[范文大全]
第一篇：数据结构与算法课程设计题目
数据结构与算法课程设计题目
1．成绩管理
问题描述：给出n个学生的考试成绩表，成绩表包括学生的学号、姓名、考试成绩（高等数
学、英语、物理），设计一个简单的成绩管理程序。

基本要求：
（1）建立成绩表，能够插入、删除、修改学生的成绩记录；（2）按任一单科成绩排序；(3)计算每名学生的平均成绩；
(4)统计任一单科成绩不及格的学生人数, 输出不及格人数及不及格的学生名单(5)根据平均成绩将成绩表按由高到低的次序排列，统计每名学生在考试中获得的名次，分数相同的为同一名次，按名次输出成绩表。

(6)成绩表保存在文件中, 可以从文件读取数据。

测试数据：学生可以根据自己班级的考试成绩单，任意截取一部分做为测试数据 2．一元多项式简单计算
问题描述：设计一个简单一元多项式计算器。

基本要求：(1)输入并建立多项式；(2)输出多项式；
(3)两个多项式相加，输出结果多项式；(4)两个多项式相减，输出结果多项式。

提高要求：可以根据输入变量的值，计算出多项式的结果，且算法的效率高。

测试数据：可任意选取两个一元多项式，可以是一般的多项式，也可以是稀疏多项式。

3．舞伴问题
问题描述：一班有m个女生、n个男生(m不等于n), 举办一场舞会.男女生分别编号坐在舞池两边的椅子上，每曲开始时, 依次从男生和女生中各出一人配对跳舞, 本曲没成功配对者坐着等待下一曲找舞伴，设计一个程序模拟舞伴配对过程。

基本要求：输入男、女学生的姓名、性别，由程序自动为男女生
编号，可以顺序编号，也可以随机编号，输出每曲配对情况（包括男、女生的姓名、性别和编号）。

原始数据和结果数据要保存到文件中。

测试数据：分别选择男生多于女生、女生多于男生、男女生相等的三组测试数据提高要求：计算出任意一位男生(编号为X)和任意一位女生(编号为Y), 在第K曲配对跳舞的情况。

4．文学研究助手（*）
问题描述：文学研究人员需要统计某篇英文小说中某些形容词的出现次数和位置。

试写一个实现这一目标的文字统计系统，称为“文学研究助手”。

基本要求：英文小说存于一个文本文件中，待统计的词汇集合要一次输入完毕，即统计工作必须在程序的一次运行之后就全部完成。

程序的输出结果是每个词的出现次数和出现位置所在行的行号，格式自行设计, 结果保存到文件中。

提高要求：模式匹配选取KMP算法
测试数据：以你的C/C++/JAVA源程序模拟英文小说，相应语言的保留字集作为待统计的词汇集。

5．哈希表的设计与实现（*）
问题描述：针对某个单位电话号码簿，设计一个哈希表，并完成相应的建表和查表程序。

基本要求：设每个记录有下列数据项：电话号码、用户名、住址。

从键盘输入各记录，以用户名为关键字建立哈希表，哈希函数用除留取余数法构造，采用线性探测法解决冲突。

可以插入、查找、删除并显示给定用户名的记录，并计算查找长度, 哈希表保存到文件中。

测试数据：取某个单位电话号码簿中的30个记录。

提高要求：将电话号码薄以文件形式保存到盘上，能够按用户名和电话号码两种形式建立哈希表并实现插入、查找、删除表中元素的功能。

6．管道铺设施工的最佳方案（*）
问题描述:需要在某个城市的n个小区铺设管道，则在这n个小区之间铺设n-1条管道即可，假设任意两个居民区之间都可以架设管道，但由于地理环境的不同，所需经费不同，选择最优的施工方案使总投
资尽可能的少。

基本要求：输入表示小区间关系的图及每条管道的权值，选择出n-1条管道, 使总投资最小。

图的信息输入一次后, 保存到文件中, 选择的n-1条管道输出到显示器的同时, 也保存于文件中。

测试用例：任意选择一个图，模拟小区间可能铺设的管道及费用。

提高要求：显示原始图及选择n-1条管道后的图。

7．安排教学计划（**）
问题描述：大学的每个专业都要制定教学计划。

假设任何专业都有固定的学习年限，每学年含两个学期，每学期的时间长度和学分上限值均相等。

每个专业开设的课程都是确定的，而且课程在开设时间的安排上必须满足先修关系。

每门课程有哪些先修课程是确定的，可以有任意多门，也可以没有。

每门课程恰好占一个学期。

试在这样的前提下设计一个教学计划编制程序。

基本要求：输入参数包括学期总数，一学期的学分上限，每门课程的课程号、学分和直接先修课的课程号；允许两种策略，一是使学生在各学期的学习负担尽量均匀，二是使课程尽量集中在前几个学期；若根据给定的条件问题无解，则报告适当的信息，否则将教学计划输出到用户指定的文件中。

教学计划的表格格式自行设定, 可以从键盘读取数据也可以从文件读取数据, 结果保存到文件中。

测试数据：学期总数为6，学分上限为10，该专业共开设12门。

以08级某专业必修课与选修课为例，选择12门课程及相应学分，制定一个表明各门课程先后约束关系的有向图。

提高要求：产生多种不同的方案，并使方案之间的差异尽可能地大。

8．停车场管理程序(**)问题描述：设停车场内只有一个可停放n 辆汽车的狭长通道，且只有一个大门可供汽车进出。

汽车在停车场内按车辆到达时间的先后顺序，依次由北向南排列（大门在最南端，最先到达的第一辆车停放在车场的最北端），若车场内已停满n辆汽车，则后来的汽车只能在门外的便道上等候，一旦有车开走，则排在便道上的第一辆车即可开入；当停车场内某辆车要离开时，在它之后开入的车辆必须先退出车场为它让路，待该辆车开出大门外，其它车辆再
按原次序进入车场，每辆停放在车场的车在它离开停车场时必须按它停留的时间长短交纳费用。

试为停车场编制按上述要求进行管理的模拟程序。

基本要求：每一组输入数据包括三个数据项：汽车“到达”或“离去”信息、汽车牌照号码及到达或离去的时刻，对每一组输入数据进行操作后的输出数据为：若是车辆到达，则输出汽车在停车场内或便道上的停车位置；若是车离去；则输出汽车在停车场内停留的时间和应交纳的费用（在便道上停留的时间不收费，单位时间的停车费用由用户从键盘输入）。

测试数据：设输入数据为：（‘A’，1，5），（‘A’，2，10），（‘D’，1，15），（‘A’，3，20），（‘A’，4，25），（‘A’，5，30），（‘D’，2，35），（‘D’，4，40），（‘E’，0，0）。

其中，‘A’表示到达；‘D’表示离去，‘E’表示输入结束。

提高要求：设停车场有南、北两个门，每个门都可以进、出车辆。

9．计算表达式的值(**)问题描述：对于给定的一个表达式，表达式中可以包括常数、算术运行符（“+”、“-”、“*”、“/”）和括号，编写程序计算表达式的值。

基本要求：从键盘输入一个正确的中缀表达式，将中缀表达式转换为对应的后缀表达式，计算后缀表达式的值。

测试数据：任意选取一个符合题目要求的表达式。

提高要求：（1）对于表达式中的简单错误，能够给出提示；
（2）表达式中可以包括单个字母表示的变量。

10．设计Huffman 编码器与解码器（***）
问题描述：利用哈夫曼编码进行信息通讯可以大大提高信道的利用率，缩短信息传输时间，降低传输成本。

但是，这要求在发送端通过一个编码系统对待传输数据预先编码；在接受端将传来的数据进行译码。

对于双工信道（即可以双向传输信息的信道），每端都需要一个完整的编/译码系统。

试为这样的信息收发站编写一个哈夫曼码的编/译码系统。

基本要求：根据某字符文件统计字符出现频度，构造Huffman 树，编制Huffman编码，并将给定字符文件编码，生成编码文件；再将给定编码文件解码，生成字符文件。

（要求按二进制位表示编码）测试数据：英文文件。

提高要求：用二进制表示编码，生成二进制的编码文件。

11．银行业务模拟（***）
问题描述：设银行有四个服务窗口，一个等待队列, 每个窗口均可以办理存款、取款、挂失、还贷业务，每种业务所需的服务时间不同，客户到达银行后，先到打号机上打号，号票上包括到达时间、编号和需要办理的业务，然后在银行内等候, 当任一服务窗口空闲时,处理等候客户中排在最前面的客户的业务。

写一个上述银行业务的模拟系统,通过模拟方法求出客户在银行内逗留的平均时间和每个窗口办理的客户数及办理的每种业务数。

基本要求：每个客户到达银行的时间和需要办理的业务随机产生，输出一天客户在银行的平均逗留时间和每个窗口每天办理的客户数和每种业务数。

测试数据：营业时间为8小时，其他模拟量自行设定。

12．程序源代码的相似性（***）
问题描述：对于两个C++语言的源程序代码，用哈希表的方法分别统计两个程序中使用C++语言关键字的情况，并最终按定量的计算结果，得出两份程序的相似性。

基本要求：建立C++语言关键字的哈希表，统计在每个源程序中C++关键字出现的频度, 得到两个向量X1和X2，通过计算向量X1和X2的相对距离来判断两个源程序的相似性。

例如: 关键字 Void Int For Char if else while do break class 程序1关键字频度 4 3 0 4 3 0 7 0 0 2 程序2关键字频度 4 2 0 5 4 0 5 2 0 1 X1=[4,3,0,4,3,0,7,0,0,2] X2=[4,2,0,5,4,0,5,2,0,1] 设s是向量X1和X2的相对距离，s=sqrt(∑(xi1-xi2)2)，当X1=X2时，s=0, 反映出可能是同一个程序；s值越大，则两个程序的差别可能也越大。

测试数据: 选择若干组编译和运行都无误的C++程序，程序之间有
相近的和差别大的，用上述方法求s, 对比两个程序的相似性。

提高要求：建立源代码用户标识符表，比较两个源代码用户标识符出现的频度，综合关键字频度和用户标识符频度判断两个程序的相似性。

13．小型文本编辑器
问题描述：设计一个行编辑程序，使其具有通常行编辑器(如Vi、Edlin)应具备的基本功能。

基本要求：编辑器应具备对文本文件的查找、插人、删除、修改、字符串替换、统计字数，统计行数等功能，对于超过一屏的长文件，应能够分页显示，查找功能用字符串匹配算法实现。

设计用户接口命令，实现对文本的编辑。

具体的编辑命令，可参考数据结构算法网络教学平台上提供的edlin、Vi的命令集。

测试数据：任一文本文件。

提高要求：１.可以支持“* ”、“? ”等通配符；
２.支持复制、粘贴等功能
3.支持多文档同时编辑；
提示：可以考虑用双向链表实现，每一结点表示一行字符，注意每行字符不能超过255。

14．小型英汉词典
问题描述：设计一个英汉词典，支持Member(查找)、Insert(插入)、Delete(删除)操作。

基本要求：实现字典的常用方法有：有序线性表（Memeber用二分检索实现）、AVL树（二叉搜索树）、Patricia Trie、散列表等，任选一种方法实现字典的操作，查找单词、插入单词（插入时，先查找，找不到插入，找到提示用户）、删除单词（删除时，先查找，找到删除，找不到提示用户）。

测试数据：任一英文单词。

提高要求：选用两种以上的方法实现字典的操作，并比较不同实现算法的时间复杂度和空间复杂度。

提示：字典可以自己建立，但必须按字母a~z建立26个文件，建议从网上下载，文件类型为txt。

备注：
1.每道题目后面的*号，表示题目的难度系数；对应的评定成绩等级为及格（无*号）、中等（*号）、良好（**号）、优秀（***号），学生完成题目的基本要求，即可得到程序设计部分的相应等级成绩，完成题目提高要求，成绩可以向上浮动，如果没有完成基本要求，成绩向下浮动，直至不及格。

2.所有题目均需用C++完成，不能用C或MFC。

3.实验班的学生原则上应选择“*”号多的题目。

4.每道题的选题人数不能超过3人第二篇：《数据结构与算法课程设计》任务书2014
2014/2015学年第一学期
《数据结构与算法课程设计》任务书
一、课程设计目的
数据结构与算法课程设计是《数据结构与算法》课程教学必不可缺的一个重要环节，它可加深学生对该课程所学内容的进一步的理解与巩固，是将计算机课程与实际问题相联接的关键步骤。

通过课程设计，能够提高学生分析问题、解决问题，从而运用所学知识解决实际问题的能力，因而必须给予足够的重视。

2二、课程设计题目
2.1 棋盘覆盖
【间题描述】
在一个2k×2k 个方格组成的棋盘中，恰有一个方格与其它方格不同，称该方格为一特殊方格，且称该棋盘为一特殊棋盘。

在棋盘覆盖问题中，要用图示的4种不同形态的L型骨牌覆盖给定的特殊棋盘上除特殊方格以外的所有方格，且任何2个L型骨牌不得重叠覆盖。

【基本要求】
（1）输入k以及特殊方格所在的行号dr和特殊方格的列号dc。

1（2）要求输出每一步用什么形态L型骨牌覆盖，覆盖后得到的棋盘图形。

（3）如果输出的结果只是用矩阵表示则为良好，用图形表示则为优。

【测试数据】【实现提示】
使用分治策略，把棋盘划分成4个小棋盘，然后用一个L型骨牌覆盖将这4个小棋盘变为都具有特殊方格的棋盘。

2.2 Hanoi塔问题（*）
【问题描述】
设a，b，c是三个塔座。

开始时，在塔座a上有一叠共n个圆盘，这些圆盘自下而上，由大到小地叠放在一起，各圆盘从小到大编号为1,2,…,n，要求将塔座a上的这一叠圆盘移到塔座b上，并仍按同样顺序叠置。

在移动圆盘时应遵守以下移动规则：
规则（1）每次只能移动一个圆盘；
规则（2）任何时刻都部允许将较大的圆盘压在较小的圆盘之上；
规则（3）在满足移动规则（1）和（2）的前提下，可将圆盘移至a，b，c中任一塔座上。

【基本要求】
（1）设计出Hannoi塔游戏，供用户玩；（2）提供正确的搬运方法。

【实现说明】
正确的搬运方法使用递归方法实现。

【测试数据】
2.3 矩阵连乘问题
【问题描述】
给定n个矩阵{A1,A2,...,An},其中Ai和Ai 1是可乘的，i＝1,2,…,n-1。

考察这n个矩阵的连乘积A1A2,...,An，通过加括号方式，找出矩阵乘积所需的最少计算量的方法。

【基本要求】
输入每个矩阵的行和列，要求输出最少计算量的矩阵乘积方法，如(A1(A2(A3A4)))。

【实现说明】使用动态规划方法。

2.4 多边形游戏（*）
【问题描述】
多边形游戏是一个单人玩的游戏，开始时有一个由n个顶点构成的多边形。

每个顶点被赋予一个整数值，每条边被赋予一个运算符“＋”或“*”。

所有边依次用整数从1到n编号。

游戏第1步，将一条边删除。

随后n-1步按以下方式操作：
选择一条边E及由E连接着的2个顶点v1和v2；
用一个新的顶点取代边E及用E连接着的2个顶点v1和v2，将
由顶点v1和v2的整数值通过边E上的运算得到的结果赋予新顶点。

最后，所有边都被删除，游戏结束。

游戏的得分就是所剩顶点上的整数值。

【基本要求】
设计该游戏供用户玩；
对于给定的多边形，给出最高得分计算。

【实现说明】使用动态规划方法。

2.5 0-1背包问题
【问题描述】
给定n种物品和一背包。

物品i的重量是wi，其价值为vi，背包的容量为c。

问应如何选择装入背包种的物品，使得装入背包种物品的总价值最大。

【基本要求】
使用动态规划、回溯法以及分支界限三种方法实现。

【测试数据】【实现提示】
2.6 排序方法
【问题描述】
给定n个元素，要求对这n个元素进行排序。

【基本要求】
使用多种排序方法，越多越好；
比较每种排序方法的时间复杂度和空间复杂度。

【测试数据】【实现提示】
2.7 哈夫曼编码译码器
【问题描述】
设计一个哈夫曼编码/译码系统，对一个文本文件中的字符进行哈夫曼编码，生成编码文件
（压缩文件，后缀名.cod）；反过来，可将一个压缩文件译码还原为一个文本文件(.txt)。

【基本要求】
（1）输入一个待压缩的英文文本文件，统计文本文件中各字符的个数作为权值，生成哈夫曼树；
（2）将文本文件利用哈夫曼树进行编码，生成压缩文件（后缀名
cod）（3）输入一个待解压的压缩文件名称,并利用相应的哈夫曼树将编码序列译码。

【实现说明】
（1）在构造哈夫曼树时，可以利用不同的线性表存放二叉树：用顺序表、单链表、5 循环单链表、双向链表、循环双链表；
（2）在构造哈夫曼树时，可以利用优先队列存放二叉树：顺序队列、链队列（可以是单链表、双链表等，还可以用静态结构去实现），可以分别在入队列或出队列时实现优先级；
（3）二叉树本身也可以用静态数组模拟；（4）使用贪心算法
2.8 迷宫问题（*）
【问题描述】
设计一个迷宫并给出正确走法。

如： *** *** *** *** *** *** *** 其中0表示可以走，1表示不能走，每一步只能向上下左右移动。

【基本要求】
（1）给出迷宫的正确走法，包括没有解的情况；（2）要求界面友好。

【测试数据】
【实现提示】使用回溯的方法。

2.9 继续邮资问题
【问题描述】
假设某国家发行了n种不同面值的邮票，并且规定每张信封上最多只允许贴m张邮票。

连续邮资问题要求对于给定的n和m的值，给出邮票面值的最佳设计，在1张信封上贴出从邮资1开始，增量为1的最大连续邮资区间。

【基本要求】
输入任意的m和n都能设计出最佳的方案，并给出连续邮资区间。

【实现说明】【测试数据】
2.10 图的m着色问题
【问题描述】
给定一个地图，要求给出该地图的最少着色方案【基本要求】
（1）把地图以及最少着色的方案显示出来则为良好。

（2）有友好的界面则为优【实现说明】
2.11 猜数字游戏（*）
【问题描述】
孩子想1个由4种颜色组成的序列（4种颜色不一定完全不同）。

每种颜色只能是6种颜色之一。

方便起见，我们用数字1到6表示6种颜色。

计算机必须根据孩子的回答找出孩子所想的颜色序列。

计算机在屏幕上显示一个序列，孩子用键盘回答以下两个问题：
猜对的颜色中位置不对的有几个？猜对的颜色中位置对的有几个？【基本要求】
编程使至多6次问答后猜出序列，如果办不到，至多10次问答后猜出序列。

【实现说明】【测试数据】
如孩子想的是4655 计算机猜想颜色对位置错的数目颜色和位置都对的数目 1234 1 0 5156 2 1 6165 1 1 5625 1 2 5653 1 2 8 4655 0 4 2.12 大整数计算器
【问题描述】
设计一个计算器实现两个任意长得整数的加、减、乘、除。

【基本要求】
设计一个实现任意长的整数进行四则运算的演示程序，要求输入任意长的整数进行四则运算，都能得到精确的结果。

【实现说明】
2.13 查找搜索技术
【问题描述】
给定任意的数组，对于给定的数，查找是否在数组中，如果在，则返回给定数在数组的位置，不在则返回不在信息。

【基本要求】
（1）使用多种搜索方法，越多越好，其中二分搜索技术、线性时间选择是必须的；（2）比较每种排序方法的时间复杂度和空间复杂度。

【实现说明】
2.14 Tom,Jerry和奶酪（*）
【问题描述】
猫Tom和鼠Jerry同住在一矩阵地窖中。

猫要吃鼠，鼠要吃奶酪。

地窖中有2种地砖：有洞砖与无洞砖。

一个洞足以让鼠钻入，但猫不能。

以菜单形式完成以下任务：
随机地生成一个地窖，并给猫、鼠和奶酪安排一个位置。

如：fffffffffffffff fppppppppppppCf fhfffffffffffpf fpppjhppppppppf fpffffffpffffff fppppppppppTppf fffffffffffffff 其中c表示猫，j表示鼠，h表示洞，f表示不能通行（2）鼠先行，猫后行。

两者皆满足以下规定：1）必须上、下、左或右移动2）鼠必须走1步（穿过p或h）3）猫必须走1或2步（穿过p）
（3）当鼠吃到奶酪或猫抓到鼠时，游戏结束。

【基本要求】【实现说明】
2.15 布线问题
【问题描述】
印刷电路板将布线区域划分成n×m个方格阵列，精确的电路布线问题要求确定连接方格a的中点到方格b的中点的最短布线方案。

在布线时，电路只能沿着直线或直角布线。

为了避免线路相交，已布了线的方格做了封锁标记，其他线路不允许穿过被封锁的方格。

【基本要求】（1）解决题目的问题（2）提供友好的界面【实现说明】使用分支限界法。

2.16 魔方工具包（*）
【问题描述】
一个魔方是一个由3×3×3个小立方体组成的立方体。

最初立方体的6个面分别涂上不同颜色，我们称之为“最初魔方”。

魔方的每一面上的3×3个小立方体组成它的一层。

魔方所能见到的每一层（6个面）都能旋转90，180，220或360度。

所有层的旋转轴都垂直于面且通过其中心。

旋转的结果是另一个魔方，它的所有面的颜色都改变了。

现在我们用字符来代替颜色：U=上，D=下，F=前，B=后，L=左，R=右。

任何一个序列的旋转都能表示成{U,R,F,B,L,D}中一些字符
组成的字符串，其中每个字符表示它所11 指定的面顺时针旋转90度。

【基本要求】
（1）编程完成以下3个任务（菜单形式），你可以假设任何输入的字串长度都<=35。

你的算法能处理非法输入的情况，如：输入输出L L LL LL LLL LLL LLLL “”(空串 LLLLL L LLRRRFFFFRLB LLLB HELLO “error”
（2）判断输入的2个字串的旋转结果是否相同。

如输入一输入二输出RU UR no RRFFRRFFRRFFRRFF FFRRFFRR yes RRFFRRFFRRFFRRFF RRFFRRFF no（3）求出输入字符串至少须使用几次才能将魔方转回到“最初魔方”（一定大于0）输入输出 L 4 12 DD 2 BULB 36 RUF 80 BLUFF 180 【实现说明】
2.17 图的建立与输出
【问题描述】
建立图的存储结构（图的类型可以是有向图、无向图、有向网、无向网，学生可以任选两种类型），能够输入图的顶点和边的信息，并存储到相应存储结构中，而后输出图的邻接矩阵。

【基本要求】
给出图的深度优先和广度优先遍历算法，并给出遍历过程的动态演示效果【实现说明】
无
2.18 图的建立与输出
【问题描述】
建立图的存储结构（图的类型可以是有向图、无向图、有向网、无向网，学生可以任选两种类型），能够输入图的顶点和边的信息，并存储到相应存储结构中，而后输出 13 图的邻接矩阵。

【基本要求】
给出图的深度优先和广度优先遍历算法，并给出遍历过程的动态演示效果。

【实现说明】
无
2.19 以队列实现的仿真技术预测理发馆的经营状况（*）
理发馆一天的工作过程如下：
1)理发馆有N把理发椅，可同时为N位顾客进行理发。

2)理发师分三个等级（一级、二级、三级），对应不同的服务收费。

3)当顾客进门时，需选择某级别理发师，只要该级别的理发师有空椅，则可立即坐下理发，否则需排队等候。

4)一旦该级别的理发师有顾客理发完离去，排在队头的顾客便可开始理发。

5)若理发馆每天连续营业T分钟，求
（1）一天内顾客在理发馆内的平均逗留时间；（2）顾客排队等候理发的队列长度平均值；
（3）营业时间到点后仍需完成服务的收尾工作时间；（4）统计每天的营业额；
（5）统计每天不同级别理发师的创收。

【基本要求】
1)模拟理发馆一天的工作过程：必须采用事件驱动的离散模型（参考教科书3.5节离散事件模拟p65）；
2)每个顾客到达和下一顾客到达时间的间隔应是随机的；3)理发师编号、理发师级别和每天的营业时间由用户输入；
4)某顾客挑选某一个级别的理发师而不得时，选第一个队列排队等待；
5)每个顾客进门时将生成三个随机数:(1)durtime:进门顾客理发所需服务时间（简称：理发时间）；(2)intertime:下一顾客将到达的时间间隔（简称：间隔时间）；(3)select:服务选项。

6)服务收费：应包含服务时间和理发师级别两个因素。

7)除了输出统计的数据外，还需要显示理发馆的状态，可以采用文本方式（横向显示每张椅编号、理发师级别。

纵向表示等待该理发师理发的排队长度）。

【实现说明】
用户输入每位理发师编号、级别号和营业的时间，结合随机数进行测试。

2.20 防抄袭管理系统（*）。