《数据结构》实验讲义 2
《数据结构》实验教学大纲
《数据结构》实验教学大纲
1、实验背景：
数据结构是计算机科学的基本理论，也是计算机程序设计必备知识，
是计算机应用和算法分析的基础。
实验教学是对学生知识的指导，是计算
机程序设计实践的重要组成部分。
它是学生掌握程序设计理论知识，发展
良好的分析思维能力，培养解决问题的能力的重要途径。
本实验教学大纲
是以C语言为编程语言，以实验室的应用为主要训练，以有关数据结构课
程实验内容为主要内容，主要包括数组、线性表、栈与队列、字符串、树、图等知识，以及基于C语言的实践性实验项目，旨在让学生更深入地了解
数据结构，进而加深对电脑程序设计的理解，从而掌握计算机软件设计开
发的知识、技能和能力。
2、实验任务：
1）在学习原理部分，学习基本的数据结构知识，掌握数组、线性表、栈与队列、字符串、树、图等基本数据结构，了解数据结构的存储结构及
其基本操作；
2）在实践部分，基于C语言，让学生掌握实验的设计思路，学习程
序的设计和编码，在解决实际问题中加深对基本数据结构基础理论的理解。
数据结构实验讲义
数据结构实验讲义一实验步骤随之计算机性能的提高，它所面临的软件开发的复杂度也日趋增加。
然而，编制一个10，000行的程序的难度绝不仅仅是一个5，000行的程序两倍，因此软件开发需要系统的方法。
一种常用的软件开发方法，是将软件开发过程划分为分析、设计、实现和维护四个阶段。
虽然数据结构课程中的实习题的复杂度远不如(从实际问题中提出来的)一个“真正的，，软件，但为了培养一个软件工作者所应具备的科学工作的方法和作风，我们制订了如下所述完成实习的五个步骤：’(一)问题分析和任务定义通常，实习题目的陈述比较简洁，或者说是有模棱两可的含义。
因此，在进行设计之前，首先应该充分地分析和理解问题，明确问题要求做什么?限制条件是什么。
注意：本步骤强调的是做什么?而不是怎么做。
对问题的描述应避开算法和所涉及的数据类型，而是对所需完成的任务作出明确的回答。
例如：输入数据的类型、值的范围以及输入的形式；输出数据的类型、值的范围及输出的形式；若是会话式的输入，则结束标志是什么?是否接受非法的输入?对非法输入的回答方式是什么等。
这一步还应该为调试程序准备好测试数据，包括合法的输入数据和非法形式的输入数据。
(二)数据类型和系统设计在设计这一步骤中需分逻辑设计和详细设计两步实现。
逻辑设计指的是，对问题描述中涉及的操作对象定义相应的数据类型，并按照以数据结构为中心的原则划分模块，定义主程序模块和各抽象数据类型；详细设计则为定义相应的存储结构并写出各函数的伪码算法。
在这个过程中，要综合考虑系统功能，使得系统结构清晰、合理、简单和易于调试，抽象数据类型的实现尽可能做到数据封装，基本操作的规格说明尽可能明确具体。
作为逻辑设计的结果，应写出每个抽象数据类型的定义(包括数据结构的描述和每个基本操作的规格说明)，各个主要模块的算法，并画出模块之间的调用关系图。
详细设计的结果是对数据结构和基本操作的规格说明作出进一步的求精，写出数据存储结构的类型定义，按照算法书写规范用类c语言写出函数形式的算法框架。
数据结构第二章实验报告
数据结构第二章实验报告一、实验目的数据结构第二章主要涉及线性表的相关知识，本次实验的目的在于通过实际操作和编程实现，深入理解线性表的概念、存储结构以及基本操作，巩固所学的理论知识，并提高编程能力和问题解决能力。
二、实验环境本次实验使用的编程语言为C+＋，编程环境为Visual Studio 2019。
三、实验内容（一）顺序表的实现顺序表是一种用顺序存储方式实现的线性表。
在实验中，我们定义了一个结构体来表示顺序表，包括存储数据的数组和表示表长度的变量。
实现了顺序表的初始化、插入、删除、查找等基本操作。
（二）链表的实现链表是一种通过指针链接实现的线性表。
我们分别实现了单向链表和双向链表。
在单向链表中，每个节点包含数据和指向下一个节点的指针；双向链表则在此基础上增加了指向前一个节点的指针，使得链表的操作更加灵活。
（三）线性表的应用运用实现的线性表解决了一些实际问题，如数据排序、查找特定元素等。
四、实验步骤（一）顺序表的实现步骤1、定义顺序表结构体，包括数据数组和长度变量。
2、实现顺序表的初始化函数，将长度初始化为 0。
3、插入操作：首先判断表是否已满，如果未满，在指定位置插入元素，并将后续元素后移。
4、删除操作：首先判断指定位置是否合法，然后将该位置元素删除，并将后续元素前移。
5、查找操作：遍历表中的元素，找到目标元素返回其位置，否则返回－1。
（二）链表的实现步骤1、单向链表定义单向链表节点结构体，包含数据和指向下一个节点的指针。
实现链表的初始化函数，创建头节点。
插入操作：分为头插法和尾插法，根据插入位置的不同选择相应的方法。
删除操作：找到要删除的节点，将其前后节点连接起来，释放删除节点的内存。
查找操作：遍历链表，找到目标元素返回节点指针，否则返回NULL。
2、双向链表定义双向链表节点结构体，包含数据、指向前一个节点和指向下一个节点的指针。
初始化函数与单向链表类似，但需要同时处理前后指针。
插入和删除操作：在单向链表的基础上，同时更新前后节点的指针。
数据结构 实验指导手册
数学与计算机科学学院计算机科学与技术专业
《数据结构》课程实验
指导手册
目录
实验1：顺序表的定义及其相关操作算法的实现 (1)
实验2：链表的定义及其相关操作算法的实现 (2)
实验3：栈和队列的定义及其基本操作算法的实现 (4)
实验4：串模式匹配算法的设计与实现 (5)
实验5：二叉树的创建、遍历及其它基本操作的实现 (6)
实验6：哈夫曼树及哈夫曼编码的算法实现 (7)
实验7：查找算法的实现（1） (8)
实验8：查找算法的实现（2） (9)
实验9：几个主要排序算法的实现与比较 (10)
实验1：顺序表的定义及其相关操作算法的实现
实验2：链表的定义及其相关操作算法的实现
实验3：栈和队列的定义及其基本操作算法的实现
实验4：串模式匹配算法的设计与实现
实验5：二叉树的创建、遍历及其它基本操作的实现
实验6：哈夫曼树及哈夫曼编码的算法实现
实验7：查找算法的实现（1）
实验8：查找算法的实现（2）
实验9：几个主要排序算法的实现与比较。
数据结构实验指导
《数据结构》实验指导计算机科学与技术教研室2009年2月实验一线性表（2学时）一．目的与要求本次实习的主要目的是为了使学生熟练掌握线性表的基本操作在顺序存储结构和链式存储结构上的实现，提高分析和解决问题的能力。
要求仔细阅读并理解下列例题，上机通过，并观察其结果，然后独立完成后面的实习题。
二．实验内容[问题描述]用链表形式存储一个字符串，插入、删除某个字符，最后按正序、逆序两种方式输出字符串。
[输入]初始字符串，插入位置，插入字符，删除字符。
[输出]已建立链表（字符串），插入字符后链表，删除字符后链表，逆转后链表。
[存储结构]采用链式存储结构[算法的基本思想]建立链表：当读入字符不是结束符时，给结点分配存储空间，写数据域，将新结点插到表尾；插入字符：根据读入的字符在链表中找插入位置，将新结点插入到该位置之前；删除字符：根据读入的删除字符在链表中找到被删结点后，将其从链表中删除；链表逆转：从链表的第一个结点开始对所有结点处理，将每个结点的前驱变为它的后继；打印链表：从链表的第一个结点开始，依次打印各个结点的数据域。
三．实验要求：在上机后写出全部源程序完毕并完成实验报告,实验报告包括：需求分析、概要设计、详细设计、调试分析、用户使用说明和测试结果。
附加题目：（从中挑选一题）1．设顺序表A中的数据元素递增有序，试写一程序，将x插入到顺序表的适当位置上，使该表仍然有序。
2．用单链表ha 存储多项式A（x ）=a0+a1x1+a2x2+…+a n x n(其中a I为非零系数)，用单链表hb 存储多项式B（x ）=b0+b1x1+b2x2+…+b m x m(其中b j为非零系数)，要求计算C（x ）= A（x ）+B（x ），结果存到单链表hc中。
试写出程序。
3．设有n个人围坐在一个圆桌周围，现从第s个人开始报数，数到第m的人出列，然后从出列的下一个人重新开始报数，数到m的人又出列，如此重复，直到所有的人全部出列为止。
《数据结构》讲义
《数据结构》讲义间存在的关系———产生背景。
1.1 什么是数据结构计算机解题步骤：建立数学模型——设计解此数学模型的算法——编制程序——进行测试调整——解答。
其中建立数学模型的实质：找出操作对象之间的关系。
例1. 图书馆书目检索——对应线性关系例2. 博奕树——对应树型关系例3. 交叉路口交通灯管理——对应图状结构。
数据结构是一门研究非数值计算的程序设计问题中计算机的操作对象及它们之间的关系和操作等的学科。
（地位）1.2 数据结构的基本概念和术语1. 数据（Data）数据是描述客观事物的数值、字符以及能输入机器且能被处理的各种符号集合。
换句话说，数据是对客观事物采用计算机能够识别、存储和处理的形式所进行的描述；是计算机加工处理的对象。
包括数值、字符、声音、图象等。
2. 数据元素（Data Element）数据元素是组成数据的基本单位, 是数据集合的个体，在计算机中通常作为一个逻辑整体进行考虑和处理。
一个数据元素可由若干个数据项组成（Data Item）。
3. 数据对象（Data Object）数据对象是性质相同的数据元素的集合，是数据的一个子集。
例如：整数数据对象是集合N={0，±1，±2，…}，字母字符数据对象是集合C={′A′，′B′，…，′Z′}，表1-1所示的学籍表也可看作一个数据对象。
由此可看出，不论数据元素集合是无限集（如整数集）、有限集（如字符集），还是由多个数据项组成的复合数据元素（如学籍表），只要性质相同，都是同一个数据对象。
综上1~3所述，再分析数据概念：4. 结构（Data Structure）数据元素相互之间的关系称为结构（ Structure ），有四种基本结构。
(1) 集合结构：结构中的数据元素之间除了同属于一个集合的关系外，无任何其它关系。
(2) 线性结构：结构中的数据元素之间存在着一对一的线性关系。
(3) 树形结构：结构中的数据元素之间存在着一对多的层次关系。
数据结构课件第2章
SqStack S; ElemType e;
InitStack_Sq(S, 10, 5); // 栈S的初始容量为10
while(N!=0) {
Push_Sq(S, N%8); // 将N除以8的余数入栈
N /= 8;
// N取值为其除以8的商
}
while(FALSE==StackEmpty_Sq(S)) {
括号匹配
int i = 0; ElemType e; SqStack S; InitStack_Sq(S, n, 5);
Status Matching(char *exp, int n)
while(i<n) { switch(exp[i]) {
当读入完所有括号时，检查栈：
case '(': case '[': Push_Sq(S, exp[i]); i++;
本章主要内容
2.1 典型线性数据结构 2.2 顺序栈 2.3 循环队列 2.4 顺序表 2.5 链栈与链队列 2.6 线性表的链式表示与实现 2.7 线性表两种存储结构的比较
2.1典型的线性结构
栈(stack)：只允许在序列末端进行操作的线性结 构；
队列(queue)： 只允许在序列两端进行操作的线 性结构；
样式： 数据 指针
或 指针 数据 指针
数据域：存储元素数 值数据
指针域：存储直接后继或者直接前 驱的存储位置
1.7.3节的链表存储结构
链式存储
线性结构的链式存储表示
a1
a2
…
an ∧
栈、队列和线性表的链式存储表示
链栈 链队列 单链表、双向链表、循环链表、双向循环链表
2.2 栈的顺序表示和实现
《数据结构》讲义
数据是描述客观事物的数值、字符以及能输入机器且能被处理的各种符号集合。
换句话说，数据是对客观事物采用计算机能够识别、存储和处理的形式所进行的描述；是计算机加工处理的对象。
包括数值、字符、声数据元素是组成数据的基本单位一个数据元素可由若干个数据项组成（）数据对象是性质相同的数据元素的集合，是数据的一个子集。
…}，字母字符数据对象是集合象。
由此可看出，不论数据元素集合是无限集（如整数集）Data Structure）数据元素相互之间的关系称为结构（ Structure ），有四种基本结构。
集合结构：结构中的数据元素之间除了同属于一个集合的关系外，无任何其它关系。
线性结构：结构中的数据元素之间存在着一对一的线性关系。
图状结构或网状结构：结构中的数据元素之间存在着多对多的任意关系。
为数据结构的有限集，S是D上关系的有限集。
表示复数的虚部。
存储结构（又称物理结构）是逻辑结构在计算机中的存储映象，是逻辑结构在计算机中的实现，它包括据元素的表示和关系的表示形式化描述：要存入机器中，建立一从，使S（D逻辑结构与存储结构的关系为：数据结构的内容可归纳为三个部分：逻辑结构、存储结构和运算集合。
按某种逻辑关系组织起来的一批数据，按一定的映象方式把它存放在计算机的存储器中，并在这些数据上定义了一个运算的集合，(Data Type)数据类型是一组性质相同的值集合以及定义在这个值集合上的一组操作的总称合，即该类型的取值范围，以及该类型中可允许使用的一组运算。
例如高级语言中的数据类型就是已经实现的从这个意义上讲，数据类型是高级语言中允许的变量种类，计算机中使用的是二进制数，汇编语言中则可给出各种数据的十进制表示，如二进制数据的抽象; 使用者在编程时可以直接使用据抽象，出现了数据类型，(Abstract Data Type)）是指基于一类逻辑关系的数据类型以及定义在这个类型之上的一组操作。
抽象数据类型的定义取决于客观存在的一组逻辑特性，而与其在计算机内如何表示和实现无关，即不论其内部结构如何变化，只要它的数学特性不变，都不影响其外部使用。
数据结构实验内容
《数据结构》实验内容 数据结构》
实验一：顺序表的创建、逆置、 实验一：顺序表的创建、逆置、遍历 实验二：单链表的创建、逆置、 实验二：单链表的创建、逆置、遍历 实验三： 实验三：线性表的应用 --一元多项式的加法运算 --一元多项式的加法运算 实验四：利用顺序栈/ 实验四：利用顺序栈/链栈完成表达式求值 实验五：串的模式匹配（选做） 实验五：串的模式匹配（选做） 实验六： 实验六：二叉树的创建及遍历 实验七： 实验七：多种简单排序方法的应用 实验八：哈希表的创建、 实验八：哈希表的创建、查找
实验四
1. 实验题目： 实验题目： 利用顺序栈/链栈完成表达式求值 利用顺序栈 链栈完成表达式求值 2. 内容要求： 内容要求： (1) 利用顺序栈完成表达式求值。 利用顺序栈完成表达式求值。 (2) 利用链栈完成表达式求值。 利用链栈完成表达式求值。 3. 课时目的：掌握表达式求值的内部算法机 课时目的： 理。
《数据结构》实验讲义
本实验讲义共分为十五个单元，每个单元对应一次上机实验课。
不带“*”号的上机实验题目，主要是为帮助学生深化理解教学内容，澄清基本概念，并以基本程序设计技能训练为主要目的而设；而带“*”号的上机实验题目，可激起学生的学习潜能，并对广泛开拓思路有益。
单元一顺序存储的线性表【学习要点】了解线性表的逻辑结构特征，熟练掌握线性表的顺序存储结构的描述方法，及在其上实现各种基本运算的方法。
实验一：设线性表存放在向量A[arrsize]的前elenum个分量中，且递增有序。
试设计一算法，将x插入到线性表的适当位置上，以保持线性表的有序性。
实验二：用向量作存储结构，试设计一个算法，仅用一个辅助结点，实现将线性表中的结点循环右移k位的运算。
实验三：用向量作存储结构，试设计一个算法，仅用一个辅助结点，实现将线性表逆置的运算。
单元二单链表【学习要点】熟练掌握线性表的单链式链接存储结构及在其上实现线性表的各种基本运算的方法。
实验一：已知带头结点的动态单链表L中的结点是按整数值递增排序的，试写一算法将值为x的结点插入到表L中，使L仍然有序。
实验二：设计一算法，逆置带头结点的动态链表L。
要求利用原表的结点空间，并要求用尽可能少的时间完成。
实验三：假设有两个按元素值递增有序的线性表A和B,均以单链表作存储结构，试编写算法将A表和B表归并成一个按元素值递减有序的线性表C,并要求利用原表的空间存放C。
单元三栈和队列【学习要点】1.掌握栈和队列的数据结构的特点；2.熟练掌握在两种存储结构上实现栈和队列的基本运算；3.学会利用栈和队列解决一些实际问题。
实验一:设单链表中存放着n个字符，设计算法，判断该字符串中是否有中心对称关系。
例如：xyzzyx、xyzyx都算是中心对称的字符串。
实验二:设计算法判断一个算术表达式的圆括号是否配对。
（提示：对表达式进行扫描，遇‘(’进栈，遇‘)’退掉栈顶的‘(’，表达式被扫描完毕，栈为空)实验三:假设以带头结点的循环链表表示队列，并只设一个指针指向队尾，编写相应的置队空、入队和出队算法。
数据结构实验讲义
《数据结构》实验讲义课程简介实验一(必做,基本实验，4学时)实验题目：多项式乘法问题实验目的：设计一个一元稀疏多项式简单计算器。
实验内容与要求一元稀疏多项式简单计算器的基本功能是：（1)输入并建立多项式；（2）输出多项式，输出形式为整数序列：n,c1,e1,c2,e2,...,cn,en,其中n是多项式的项数，ci和ei分别是第i项的系数和指数，序列按指数降序排列。
（3）多项式a与多项式b相乘，建立多项式。
实验内容和实验步骤：（由学生填写）实验用测试数据和相关结果分析：（由学生填写）实验总结：（由学生填写）实验二(必做,设计性实验，4学时)实验题目：迷宫的求解实验内容与要求：迷宫只有两个门，一个叫做入口，另一个叫做出口。
把一只老鼠从一个无顶盖的大盒子的入口处赶进迷宫。
迷宫中设置很多隔壁，对前进方向形成了多处障碍，在迷宫的唯一出口处放置了一块奶酪，吸引老鼠在迷宫中寻找通路以到达出口。
求解迷宫问题，即找出从入口到出口的路径。
【知识要点】迷宫问题是栈应用的一个典型例子。
求解过程可采用回溯法。
回溯法是一种不断试探且及时纠正错误的搜索方法。
从入口出发，按某一方向向前探索，若能走通（未走过的），即某处可以到达，则到达新点，否则试探下一方向 ; 若所有的方向均没有通路，则沿原路返回前一点，换下一个方向再继续试探，直到所有可能的通路都探索到，或找到一条通路，或无路可走又返回到入口点。
在求解过程中，为了保证在到达某一点后不能向前继续行走（无路）时，能正确返回前一点以便继续从下一个方向向前试探，则需要用一个栈保存所能够到达的每一点的下标及从该点前进的方向，栈中保存的就是一条迷宫的通路。
为了确保程序能够终止，调整时，必须保证曾被放弃过的填数序列不被再次试验，即要求按某种有序模型生成填数序列。
给解的候选者设定一个被检验的顺序，按这个顺序逐一生成候选者并检验。
【实现提示】对于迷宫问题，用回溯法的难点就在如何为解空间排序，以确保曾被放弃过的填数序列不被再次试验，在二维迷宫里面，从出发点开始，每个点按四邻域算，按照右、上、左、下的顺序搜索下一落脚点，有路则进，无路即退，前点再从下一个方向搜索，即可构成一有序模型。
数据结构实验讲义
教学目的与要求
本实验的目的是帮助大家复习C语言的使 用方法，特别是指针、结构体的内容，同 时也为以后的各个实验做准备
教学的重点与难点
指针、结构体、数组三种数据类型的混合 使用
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实验预习检查内容
指针指向数组后，数组元素的访问有哪些形式？ 在下列类型定义后，表达式a[3].num的逻辑含义 是什么？类型是什么？ struct student 答:3号元素的num数据域 {long num； long类型 float score； struct student *next； }a[5]；
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实验内容及要求
6、稀疏矩阵运算器 基本要求：以“带行逻辑链接信息”的 三元组顺序表表示稀疏矩阵，实现两个 矩阵相加、相减和相乘的运算。稀疏矩 阵的输入形式采用三元组表示，而运算 结果的矩阵则以通常的阵列形式列出。
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实验六 树
教学目的与要求 1.掌握二叉树，二叉树排序数的概念及存储方 法。 2.掌握二叉树的遍历算法。 3.熟练掌握编写实现树的各种运算的算法。
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例题
#define NULL 0 struct student {long num； float score； struct student *next； }； main () { struct student a,b,c,*head,*p； a.num=99101；a.score=89.5； b.num=99103；b.score=90； c.num=99107；c.score=85； //a 、b、 c变量赋值 head=&a； a.next=&b；//a的后续为b b.next=&c； c.next=NULL； p=head； do {printf （“%ld%5.1f\n”,p>num,p->score ）；/*输出 学号和成绩*/ p=p->next； }while( )； }
《数据结构实验》讲义
《数据结构实验》讲义实验1线性表的基本操作所属院系计算机科学与技术所属年级2022-03所属课程数据结构试验实验目的1．掌握线性表的特点及其存储结构2．掌握线性表的基本操作实验要求1．线性表可以用顺序表也可以用单链表实现，鼓励大家用两种方式实现；2．创建线性表时，数据从键盘输入整形数据；3．线性表类型定义和或各种操作的实现，可以用教材给出的方法，也可以自己设计。
实验环境硬件平台：计算机CPU主频2.0G以上；内存128兆以上；软件平台：Window2003或以上版本，ViualC++6.0。
实验内容1．用结构体描述一个线性表；2．创建线性表，在线性表中实现插入、删除、按位置查找、按元素值查找和求表长等操作；3．设计选择式菜单，以选择菜单方式进行操作。
实验步骤实验指导定义顺序表#defineLIST_INIT_SIZE100/某线性表存储空间的初始分配量某/#defineLISTINCREMENT2/某线性表存储空间的分配增量某/tructSqLit{ ElemType某elem;/某存储空间基址某/intlength;/某当前长度某/ intlitize;/某当前分配的存储容量(以izeof(ElemType)为单位)某/};定义算法函数StatuInitLit(SqLit&L)/某算法2.3某/{/某操作结果：构造一个空的顺序线性表某/L.elem=(ElemType某)malloc(LIST_INIT_SIZE某izeof(ElemType));if(!L.elem)e某it(OVERFLOW);/某存储分配失败某/L.length=0;/某空表长度为0某/L.litize=LIST_INIT_SIZE;/某初始存储容量某/returnOK;}StatuLitInert(SqLit&L,inti,ElemTypee)/某算法2.4某/{/某初始条件：顺序线性表L已存在，1≤i≤LitLength(L)+1某//某操作结果：在L中第i个位置之前插入新的数据元素e，L的长度加1某/ElemType 某newbae,某q,某p;if(i<1||i>L.length+1)/某i值不合法某/returnERROR;if(L.length>=L.litize){/某当前存储空间已满,增加分配某/if(!(newbae=(ElemType某)realloc(L.elem,(L.litize+LISTINCREMENT)某izeof(ElemType))))e某it(OVERFLOW);/某存储分配失败某/L.elem=newbae;/某新基址某/L.litize+=LISTINCREMENT;//增加存储容量}q=L.elem+i-1;/某q为插入位置某/for(p=L.elem+L.length-1;p>=q;--p)/某插入位置及之后的元素右移某/某(p+1)=某p;某q=e;//插入e++L.length;/某表长增1某/returnOK;}主函数样例voidmain(){SqLitL;Statui;intj;i=InitLit(&L);printf(\初始化L后：L.elem=%uL.length=%dL.litize=%d\\n\for(j=1;j<=5;j++)i=LitInert(L,1,j);printf(\在L的表头依次插入1～5后：某L.elem=\for(j=1;j<=5;j++)cout<printf(\}思考题1、编写一个算法实现两个有序（从小到大）表合并成为一个有序表。
《数据结构实验》课件
数据结构通常包括数据类型、数据元 素的表示方式、数据元素之间的关系 等。
数据结构的重要性
01
提高数据处理效率
合理的数据结构能够提高数据处 理的速度和效率，优化算法性能 。
02
方便数据管理
03
促进软件开发
通过合理的数据结构，可以方便 地存储、检索、更新和管理数据 。
数据结构是软件开发中的重要组 成部分，对于软件的设计、实现 和性能优化具有重要意义。
及遍历等基本操作。
04
掌握二叉树的建立ห้องสมุดไป่ตู้插入、删
除以及遍历等常用操作，理解
其时间复杂度。
05
通过实验，加深对二叉树数据 结构的理解，提高编程能力。
06
实验五：哈希表操作实验
总结词：理解哈希表的基本 概念和操作，掌握哈希表的
插入、查找等操作。
详细描述
理解哈希表的概念和特点， 了解哈希表的原理。
学习哈希表的创建、初始化 以及哈希函数的设计等基本 操作。
PART 02
基础数据结构
REPORTING
数组
线性数据结构，通过索引访问元素。
数组是一种线性数据结构，它按照一定的顺序排列元素。每个元素在数组中都有一个固定的位置，通过索引可以快速访问。 数组的优点是访问速度快，但插入和删除操作可能需要移动大量元素。
链表
非连续的数据结构，通过指针链接元 素。
数据结构的分类
线性数据结构
包括数组、链表、栈、队列等，主要用于处 理具有顺序特性的数据元素。
树形数据结构
如二叉树、多叉树等，主要用于表示具有层 次关系的数据元素。
图状数据结构
如邻接矩阵、邻接表等，主要用于表示具有 网状关系的数据元素。
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《数据结构》实验讲义
课程简介
实验（选做, 设计性实验，2学时，来自第四章）
实验题目：字符串基本操作的实现
1、假设串以堆分配存储结构表示，设计一个算法，完成串的替换操作Replace(&S,T,V)。
2、实现串匹配的KMP算法及它的改进算法。
3、假设串以堆分配存储结构表示，设计一个算法，求串S和串T的一个最长公共字串，并分析你的算法时间复杂度。
实验目的：
1、掌握串的三种存储结构。
2、熟练掌握串的基本操作。
3、熟悉串的应用。
实验要求：
1、定义串的堆分配存储结构
2、熟练从键盘或文件中读入源字符串。
3、实现对字符串的替换、查找、匹配等运算。
4、比较并分析你的算法的时间复杂度。
实验内容和实验步骤：（由学生填写）
实验用测试数据和相关结果分析：（由学生填写）
实验总结：（由学生填写）
实验四（必做, 设计性实验，2学时，来自第五章）
实验题目：三元组表表示的稀疏矩阵的加法运算的实现
1、设稀疏矩阵以三元组顺序表为压缩存储结构，写出矩阵转置的算法。
转置后的矩阵以三元组顺序表表示。
2、设稀疏矩阵以三元组顺序表为压缩存储结构，写出矩阵相加的算法，用三元组表C存放和矩阵。
实验目的：
1、了解压缩的基本原理。
2、了解稀疏矩阵的三元组表的压缩存储方法。
3、熟悉三元组表表示的稀疏矩阵运算的实现。
实验要求：
1、定义稀疏矩阵压缩存储的存储结构-三元组顺序表
2、将稀疏矩阵压缩到三元组顺序表中。
3、实现矩阵转置的经典算法和三元组顺序表表示的稀疏矩阵的
转置运算，其中三元组顺序表表示的稀疏矩阵的转置算法需用普通和快速转置算法来实现。
4、实现矩阵相加的经典算法和三元组顺序表表示的稀疏矩阵的
加法运算。
5、比较并分析你的算法的时间复杂度。
实验内容和实验步骤：（由学生填写）
实验用测试数据和相关结果分析：（由学生填写）实验总结：（由学生填写）
实验五(必做，设计性实验，2学时，来自第六章)
实验题目：二叉树的递归及非递归的遍历及其应用
1、二叉树的前、中、后序遍历算法和非递归算法的实现
2、求二叉树中叶子结点数目的递归算法。
3、编写求二叉树深度的递归算法。
实验目的：
1、熟练掌握二叉树的二叉链表存储结构的C语言实现。
2、掌握二叉树的基本操作-前序、中序、后序遍历二叉树的三种
方法。
3、了解非递归遍历过程中“栈”的作用和状态，而且能灵活运用
遍历算法实现二叉树的其它操作。
实验要求：
1、创建二叉树的二叉链表结构、遍历先、中、后序的递归函数显示不同遍历序列，结合习题了解二叉树遍历的应用实例。
2、遍写前、中、后、层序遍历的非遍历函数，注意用以前作过的栈和队列作辅助存储结构。
3、思考遍历二叉树还有哪些应用？
实验内容和实验步骤：（由学生填写）
实验用测试数据和相关结果分析：（由学生填写）
实验总结：（由学生填写）
实验六（必做，验证性实验，2学时，来自第六章）
实验题目：Huffman树及Huffman编码的算法实现
实验目的：
1、了解该树的应用实例，熟悉掌握Huffman树的构造方法及
Huffman编码的应用，
2、了解Huffman树在通信、编码领域的应用过程。
实验要求：
1、输入一段100—200字的英文短文，存入一文件a中。
2、写函数统计短文出现的字母个数n及每个字母的出现次数
3、写函数以字母出现次数作权值，建Haffman树（n个叶子），给出每个字母的Haffman编码。
4、用每个字母编码对原短文进行编码，码文存入文件b中。
5、用Haffman树对b中码文进行译码，结果存入文件c中，比较a,c 是否一致，以检验编码、译码的正确性。
实验内容和实验步骤：（由学生填写）
实验用测试数据和相关结果分析：（由学生填写）
实验总结：（由学生填写）
实验（必做，验证性实验，2学时，来自第七章）
实验题目：图的深度优先遍历
实验目的：
1、熟悉图的数组表示法和邻接表存储结构，
2、掌握构造有向图、无向图的算法，
3、在掌握以上知识的基础上，熟悉图的深度优先遍历算法，并实
现。
实验要求：
1、图的数组表示法定义及基本操作的实现。
2、图的邻接表表示法定义及基本操作的实现。
3、写函数实现图的深度优先遍历（分别在两种结构上）
4、在邻接表上实现关键路径的求法，在邻接矩阵上实现最短路经、最小生成树的求法。
实验内容和实验步骤：（由学生填写）
实验用测试数据和相关结果分析：（由学生填写）
实验总结：（由学生填写）
实验七（必做，验证性实验，2学时，来自第九章）
实验题目：查找
实验目的：
1、熟练掌握顺序表和有序表的查找方法，
2、以一、两个算法为例，掌握其时间复杂度的分析方法。
实验要求：
1、验证并设计顺序表的查找（顺序查找、折半查找）算法
2、验证二叉排序树上的查找（创建、查找、插入）算法
3、验证Hash表查找（Hash函数定义、建立，查找，插入）算法（选做）
实验内容和实验步骤：（由学生填写）
实验用测试数据和相关结果分析：（由学生填写）
实验总结：（由学生填写）
实验八（必做，验证+设计，4学时，来自第十章）
实验题目：排序
实验目的：
1、了解排序的方法、过程及原则。
2、掌握插入排序、快速排序、选择排序、归并排序的算法思想
3、以一、两个算法为例，实现以上各类算法，掌握其时间复杂度
的分析方法。
实验要求：
1、定义待排序序列的存储结构。
2、验证插入排序、快速排序、选择排序、归并排序中各排序方法中的一、二个排序算法。
实验内容和实验步骤：（由学生填写）
实验用测试数据和相关结果分析：（由学生填写）
实验总结：（由学生填写）
附录：实验报告的要求
实验报告是反映学生实验效果的最主要的依据，也是学生正确地表达问题、综合问题和发现问题的能力的基本培养手段，因而是非常重要的内容，本课程的实验报告中要包括以下几项内容：
（一）实验题目；参见实验讲义
（二）实验目的；参见实验讲义
（三）实验要求；参见实验讲义
（四）实验内容和实验步骤；
1．需求分析：陈述程序设计的任务，强调程序要做什么，明
确规定：
（1）输入的形式和输入值的范围；
（2）输出的形式；
（3）程序所能实现的功能；
2．概要设计：说明用到的数据结构定义、主程序的流程及各
程序模块之间的调用关系。
3．详细设计：提交带注释的源程序或者用伪代码写出每个操
作所涉及的算法。
4．调试分析：
（1）调试过程中所遇到的问题及解决方法；
（2）算法的时空复杂度分析；
（五）实验结果：列出对于给定的输入所产生的输出结果，并阐述原因。
若可能，测试随输入规模的增长所用算法的实际运行时间的变化。
（六）实验总结：有关实验过程中的感悟和体会、经验和教训等。
总结调试过程中遇到的主要问题及解决办法；对设计和编码进行回顾、讨论和分析以及对主要算法的改进设想。