数据结构实验报告
数据结构课程设计实验报告完整版
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数据结构课程设计实验报告完整版【正文】一、实验目的本实验主要目的是通过实践,掌握数据结构的基本概念、常见数据结构的实现方式以及在实际应用中的应用场景和效果。
二、实验背景数据结构是计算机科学与技术领域中的一个重要概念,是研究数据的组织方式、存储方式、访问方式以及操作等方面的方法论。
在计算机科学领域,数据结构是实现算法和解决问题的基础,因此对数据结构的理解和应用具有重要意义。
三、实验内容本次数据结构课程设计实验主要分为以下几个部分:1. 实验环境的准备:包括选择合适的开发平台、安装必要的软件和工具。
2. 实验数据的收集和处理:通过合适的方式收集实验所需的数据,并对数据进行处理和整理。
3. 数据结构的选择和实现:根据实验需求,选择合适的数据结构,并进行相应的数据结构实现。
4. 数据结构的测试和优化:对所实现的数据结构进行测试,包括性能测试和功能测试,并根据测试结果对数据结构进行优化和改进。
5. 实验报告的撰写:根据实验过程和结果,撰写完整的实验报告,包括实验目的、实验背景、实验内容、实验结果和结论等。
四、实验过程1. 实验环境的准备本实验选择了Visual Studio作为开发平台,安装了相应版本的Visual Studio,并根据官方指引进行了相应的配置和设置。
2. 实验数据的收集和处理本实验选取了一份包含学生信息的数据集,包括学生姓名、学号、性别、年龄等信息。
通过编写Python脚本,成功提取了所需信息,并对数据进行了清洗和整理。
3. 数据结构的选择和实现根据实验需求,我们选择了链表作为数据结构的实现方式。
链表是一种常见的动态数据结构,能够高效地插入和删除元素,适用于频繁插入和删除的场景。
在实现链表时,我们定义了一个节点结构,包含数据域和指针域。
通过指针的方式将节点连接起来,形成一个链式结构。
同时,我们还实现了相关的操作函数,包括插入、删除、查找等操作。
4. 数据结构的测试和优化在完成链表的实现后,我们对其进行了性能测试和功能测试。
数据结构实验报告_实验报告_
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数据结构实验报告想必学计算机专业的同学都知道数据结构是一门比较重要的课程,那么,下面是小编给大家整理收集的数据结构实验报告,供大家阅读参考。
数据结构实验报告1一、实验目的及要求1)掌握栈和队列这两种特殊的线性表,熟悉它们的特性,在实际问题背景下灵活运用它们。
本实验训练的要点是“栈”和“队列”的观点;二、实验内容1) 利用栈,实现数制转换。
2) 利用栈,实现任一个表达式中的语法检查(选做)。
3) 编程实现队列在两种存储结构中的基本操作(队列的初始化、判队列空、入队列、出队列);三、实验流程、操作步骤或核心代码、算法片段顺序栈:Status InitStack(SqStack &S){S.base=(ElemType*)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(ElemTyp e));if(!S.base)return ERROR;S.top=S.base;S.stacksize=STACK_INIT_SIZE;return OK;}Status DestoryStack(SqStack &S){free(S.base);return OK;}Status ClearStack(SqStack &S){S.top=S.base;return OK;}Status StackEmpty(SqStack S){if(S.base==S.top)return OK;return ERROR;}int StackLength(SqStack S){return S.top-S.base;}Status GetTop(SqStack S,ElemType &e){if(S.top-S.base>=S.stacksize){S.base=(ElemType*)realloc(S.base,(S.stacksize+STACKINCREMENT)*sizeof(ElemTyp e));if(!S.base) return ERROR;S.top=S.base+S.stacksize;S.stacksize+=STACKINCREMENT;}*S.top++=e;return OK;Status Push(SqStack &S,ElemType e){if(S.top-S.base>=S.stacksize){S.base=(ElemType*)realloc(S.base,(S.stacksize+STACKINCREMENT)*sizeof(ElemTyp e));if(!S.base)return ERROR;S.top=S.base+S.stacksize;S.stacksize+=STACKINCREMENT;}*S.top++=e;return OK;}Status Pop(SqStack &S,ElemType &e){if(S.top==S.base)return ERROR;e=*--S.top;return OK;}Status StackTraverse(SqStack S){ElemType *p;p=(ElemType *)malloc(sizeof(ElemType));if(!p) return ERROR;p=S.top;while(p!=S.base)//S.top上面一个...p--;printf("%d ",*p);}return OK;}Status Compare(SqStack &S){int flag,TURE=OK,FALSE=ERROR; ElemType e,x;InitStack(S);flag=OK;printf("请输入要进栈或出栈的元素:"); while((x= getchar)!='#'&&flag) {switch (x){case '(':case '[':case '{':if(Push(S,x)==OK)printf("括号匹配成功!\n\n"); break;case ')':if(Pop(S,e)==ERROR || e!='('){printf("没有满足条件\n");flag=FALSE;}break;case ']':if ( Pop(S,e)==ERROR || e!='[')flag=FALSE;break;case '}':if ( Pop(S,e)==ERROR || e!='{')flag=FALSE;break;}}if (flag && x=='#' && StackEmpty(S)) return OK;elsereturn ERROR;}链队列:Status InitQueue(LinkQueue &Q) {Q.front =Q.rear=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));if (!Q.front) return ERROR;Q.front->next = NULL;return OK;}Status DestoryQueue(LinkQueue &Q) {while(Q.front){Q.rear=Q.front->next;free(Q.front);Q.front=Q.rear;}return OK;}Status QueueEmpty(LinkQueue &Q){if(Q.front->next==NULL)return OK;return ERROR;}Status QueueLength(LinkQueue Q){int i=0;QueuePtr p,q;p=Q.front;while(p->next){i++;p=Q.front;q=p->next;p=q;}return i;}Status GetHead(LinkQueue Q,ElemType &e) {QueuePtr p;p=Q.front->next;if(!p)return ERROR;e=p->data;return e;}Status ClearQueue(LinkQueue &Q){QueuePtr p;while(Q.front->next ){p=Q.front->next;free(Q.front);Q.front=p;}Q.front->next=NULL;Q.rear->next=NULL;return OK;}Status EnQueue(LinkQueue &Q,ElemType e) {QueuePtr p;p=(QueuePtr)malloc(sizeof (QNode));if(!p)return ERROR;p->data=e;p->next=NULL;Q.rear->next = p;Q.rear=p; //p->next 为空return OK;}Status DeQueue(LinkQueue &Q,ElemType &e) {QueuePtr p;if (Q.front == Q.rear)return ERROR;p = Q.front->next;e = p->data;Q.front->next = p->next;if (Q.rear == p)Q.rear = Q.front; //只有一个元素时(不存在指向尾指针) free (p);return OK;}Status QueueTraverse(LinkQueue Q){QueuePtr p,q;if( QueueEmpty(Q)==OK){printf("这是一个空队列!\n");return ERROR;}p=Q.front->next;while(p){q=p;printf("%d<-\n",q->data);q=p->next;p=q;}return OK;}循环队列:Status InitQueue(SqQueue &Q){Q.base=(QElemType*)malloc(MAXQSIZE*sizeof(QElemType)); if(!Q.base)exit(OWERFLOW);Q.front=Q.rear=0;return OK;}Status EnQueue(SqQueue &Q,QElemType e){if((Q.rear+1)%MAXQSIZE==Q.front)return ERROR;Q.base[Q.rear]=e;Q.rear=(Q.rear+1)%MAXQSIZE;return OK;}Status DeQueue(SqQueue &Q,QElemType &e){if(Q.front==Q.rear)return ERROR;e=Q.base[Q.front];Q.front=(Q.front+1)%MAXQSIZE;return OK;}int QueueLength(SqQueue Q){return(Q.rear-Q.front+MAXQSIZE)%MAXQSIZE;}Status DestoryQueue(SqQueue &Q){free(Q.base);return OK;}Status QueueEmpty(SqQueue Q) //判空{if(Q.front ==Q.rear)return OK;return ERROR;}Status QueueTraverse(SqQueue Q){if(Q.front==Q.rear)printf("这是一个空队列!");while(Q.front%MAXQSIZE!=Q.rear){printf("%d<- ",Q.base[Q.front]);Q.front++;}return OK;}数据结构实验报告2一.实验内容:实现哈夫曼编码的生成算法。
数据结构实验报告实验5
![数据结构实验报告实验5](https://img.taocdn.com/s3/m/2453a5be6e1aff00bed5b9f3f90f76c661374cf7.png)
数据结构实验报告实验5一、实验目的本次实验的主要目的是深入理解和掌握常见的数据结构,如链表、栈、队列、树和图等,并通过实际编程实现,提高对数据结构的操作和应用能力。
同时,培养解决实际问题的思维和编程能力,提高代码的可读性、可维护性和效率。
二、实验环境本次实验使用的编程语言为C++,开发环境为Visual Studio 2019。
三、实验内容1、链表的基本操作创建链表插入节点删除节点遍历链表2、栈的实现与应用用数组实现栈用链表实现栈栈的应用:括号匹配3、队列的实现与应用用数组实现队列用链表实现队列队列的应用:排队模拟4、二叉树的遍历前序遍历中序遍历后序遍历5、图的表示与遍历邻接矩阵表示法邻接表表示法深度优先遍历广度优先遍历四、实验步骤1、链表的基本操作创建链表:首先定义一个链表节点结构体,包含数据域和指向下一个节点的指针域。
然后通过动态内存分配创建链表节点,并将节点逐个连接起来,形成链表。
插入节点:根据插入位置的不同,分为在表头插入、在表尾插入和在指定位置插入。
在指定位置插入时,需要先找到插入位置的前一个节点,然后进行节点的连接操作。
删除节点:同样需要根据删除位置的不同进行处理。
删除表头节点时,直接将头指针指向下一个节点;删除表尾节点时,找到倒数第二个节点,将其指针置为空;删除指定位置节点时,找到要删除节点的前一个节点,然后调整指针。
遍历链表:通过从链表头开始,依次访问每个节点,输出节点的数据。
2、栈的实现与应用用数组实现栈:定义一个固定大小的数组作为栈的存储空间,同时用一个变量记录栈顶位置。
入栈操作时,先判断栈是否已满,如果未满则将元素放入栈顶位置,并更新栈顶位置;出栈操作时,先判断栈是否为空,如果不空则取出栈顶元素,并更新栈顶位置。
用链表实现栈:与链表的操作类似,将新元素添加在链表头部作为栈顶。
括号匹配:输入一个包含括号的字符串,使用栈来判断括号是否匹配。
遇到左括号入栈,遇到右括号时与栈顶的左括号进行匹配,如果匹配成功则出栈,否则括号不匹配。
数据结构实验实训报告范文
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一、实验目的1. 理解并掌握数据结构的基本概念和常用算法。
2. 学会使用C语言实现线性表、栈、队列、树和图等基本数据结构。
3. 培养动手实践能力,提高编程水平。
二、实验内容1. 线性表(1)顺序表(2)链表2. 栈(1)顺序栈(2)链栈3. 队列(1)顺序队列(2)链队列4. 树(1)二叉树(2)二叉搜索树5. 图(1)邻接矩阵表示法(2)邻接表表示法三、实验环境1. 操作系统:Windows 102. 编程语言:C语言3. 编译器:Visual Studio 20194. 实验软件:C语言开发环境四、实验步骤1. 线性表(1)顺序表1)定义顺序表结构体2)实现顺序表的初始化、插入、删除、查找等基本操作3)编写测试程序,验证顺序表的基本操作(2)链表1)定义链表结构体2)实现链表的创建、插入、删除、查找等基本操作3)编写测试程序,验证链表的基本操作2. 栈(1)顺序栈1)定义顺序栈结构体2)实现顺序栈的初始化、入栈、出栈、判空等基本操作3)编写测试程序,验证顺序栈的基本操作(2)链栈1)定义链栈结构体2)实现链栈的初始化、入栈、出栈、判空等基本操作3)编写测试程序,验证链栈的基本操作3. 队列(1)顺序队列1)定义顺序队列结构体2)实现顺序队列的初始化、入队、出队、判空等基本操作3)编写测试程序,验证顺序队列的基本操作(2)链队列1)定义链队列结构体2)实现链队列的初始化、入队、出队、判空等基本操作3)编写测试程序,验证链队列的基本操作4. 树(1)二叉树1)定义二叉树结构体2)实现二叉树的创建、遍历、查找等基本操作3)编写测试程序,验证二叉树的基本操作(2)二叉搜索树1)定义二叉搜索树结构体2)实现二叉搜索树的创建、遍历、查找等基本操作3)编写测试程序,验证二叉搜索树的基本操作5. 图(1)邻接矩阵表示法1)定义邻接矩阵结构体2)实现图的创建、添加边、删除边、遍历等基本操作3)编写测试程序,验证邻接矩阵表示法的基本操作(2)邻接表表示法1)定义邻接表结构体2)实现图的创建、添加边、删除边、遍历等基本操作3)编写测试程序,验证邻接表表示法的基本操作五、实验结果与分析1. 线性表(1)顺序表实验结果表明,顺序表的基本操作实现正确,测试程序运行稳定。
数据结构实验报告2篇
![数据结构实验报告2篇](https://img.taocdn.com/s3/m/53613d5111a6f524ccbff121dd36a32d7375c785.png)
数据结构实验报告数据结构实验报告精选2篇(一)实验目的:1. 熟悉数据结构的基本概念和基本操作;2. 掌握线性表、栈、队列、链表等经典数据结构的实现方法;3. 掌握数据结构在实际问题中的应用。
实验内容:本次实验主要包括以下几个部分:1. 线性表的实现方法,包括顺序表和链表,分别使用数组和链表来实现线性表的基本操作;2. 栈的实现方法,包括顺序栈和链式栈,分别使用数组和链表来实现栈的基本操作;3. 队列的实现方法,包括顺序队列和链式队列,分别使用数组和链表来实现队列的基本操作;4. 链表的实现方法,包括单链表、双链表和循环链表,分别使用指针链、双向链和循环链来实现链表的基本操作;5. 综合应用,使用各种数据结构来解决实际问题,例如使用栈来实现括号匹配、使用队列来实现马铃薯游戏等。
实验步骤及结果:1. 线性表的实现方法:a) 顺序表的基本操作:创建表、插入元素、删除元素、查找元素等;b) 链表的基本操作:插入节点、删除节点、查找节点等;c) 比较顺序表和链表的优缺点,分析适用场景。
结果:通过实验,确认了顺序表适用于频繁查找元素的情况,而链表适用于频繁插入和删除节点的情况。
2. 栈的实现方法:a) 顺序栈的基本操作:进栈、出栈、判空、判满等;b) 链式栈的基本操作:进栈、出栈、判空、判满等。
结果:通过实验,掌握了栈的基本操作,并了解了栈的特性和应用场景,例如括号匹配。
3. 队列的实现方法:a) 顺序队列的基本操作:入队、出队、判空、判满等;b) 链式队列的基本操作:入队、出队、判空、判满等。
结果:通过实验,掌握了队列的基本操作,并了解了队列的特性和应用场景,例如马铃薯游戏。
4. 链表的实现方法:a) 单链表的基本操作:插入节点、删除节点、查找节点等;b) 双链表的基本操作:插入节点、删除节点、查找节点等;c) 循环链表的基本操作:插入节点、删除节点、查找节点等。
结果:通过实验,掌握了链表的基本操作,并了解了链表的特性和应用场景。
数据结构课程实验报告
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数据结构课程实验报告一、实验目的数据结构是计算机科学中一门重要的基础课程,通过本次实验,旨在加深对数据结构基本概念和算法的理解,提高编程能力和解决实际问题的能力。
具体目标包括:1、掌握常见数据结构(如数组、链表、栈、队列、树、图等)的基本操作和实现方法。
2、学会运用数据结构解决实际问题,培养算法设计和分析的能力。
3、提高程序设计的规范性和可读性,培养良好的编程习惯。
二、实验环境本次实验使用的编程语言为C++,开发环境为Visual Studio 2019。
三、实验内容本次实验共包括以下几个部分:(一)线性表的实现与操作1、顺序表的实现定义一个顺序表结构体,包含数据元素数组和表的长度。
实现顺序表的初始化、插入、删除、查找等基本操作。
2、链表的实现定义链表节点结构体,包含数据域和指针域。
实现链表的创建、插入、删除、遍历等操作。
(二)栈和队列的实现与应用1、栈的实现采用顺序存储或链式存储实现栈。
实现栈的入栈、出栈、栈顶元素获取等操作,并应用于表达式求值。
2、队列的实现用循环队列或链式队列实现队列。
实现队列的入队、出队、队头元素获取等操作,应用于模拟排队系统。
(三)树的基本操作与遍历1、二叉树的实现定义二叉树节点结构体,包含数据域、左子树指针和右子树指针。
实现二叉树的创建、插入、删除节点等操作。
2、二叉树的遍历分别实现前序遍历、中序遍历和后序遍历,并输出遍历结果。
(四)图的表示与遍历1、邻接矩阵和邻接表表示图定义图的结构体,使用邻接矩阵和邻接表两种方式存储图的信息。
实现图的创建、添加边等操作。
2、图的遍历分别用深度优先搜索(DFS)和广度优先搜索(BFS)遍历图,并输出遍历序列。
四、实验步骤(一)线性表的实现与操作1、顺序表的实现首先,定义了一个结构体`SeqList` 来表示顺序表,其中包含一个整数数组`data` 用于存储数据元素,以及一个整数`length` 表示表的当前长度。
在初始化函数`InitSeqList` 中,将表的长度初始化为 0,并分配一定的存储空间给数组。
数据结构实训实验报告
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一、实验背景数据结构是计算机科学中一个重要的基础学科,它研究如何有效地组织和存储数据,并实现对数据的检索、插入、删除等操作。
为了更好地理解数据结构的概念和原理,我们进行了一次数据结构实训实验,通过实际操作来加深对数据结构的认识。
二、实验目的1. 掌握常见数据结构(如线性表、栈、队列、树、图等)的定义、特点及操作方法。
2. 熟练运用数据结构解决实际问题,提高算法设计能力。
3. 培养团队合作精神,提高实验报告撰写能力。
三、实验内容本次实验主要包括以下内容:1. 线性表(1)实现线性表的顺序存储和链式存储。
(2)实现线性表的插入、删除、查找等操作。
2. 栈与队列(1)实现栈的顺序存储和链式存储。
(2)实现栈的入栈、出栈、判断栈空等操作。
(3)实现队列的顺序存储和链式存储。
(4)实现队列的入队、出队、判断队空等操作。
3. 树与图(1)实现二叉树的顺序存储和链式存储。
(2)实现二叉树的遍历、查找、插入、删除等操作。
(3)实现图的邻接矩阵和邻接表存储。
(4)实现图的深度优先遍历和广度优先遍历。
4. 算法设计与应用(1)实现冒泡排序、选择排序、插入排序等基本排序算法。
(2)实现二分查找算法。
(3)设计并实现一个简单的学生成绩管理系统。
四、实验步骤1. 熟悉实验要求,明确实验目的和内容。
2. 编写代码实现实验内容,对每个数据结构进行测试。
3. 对实验结果进行分析,总结实验过程中的问题和经验。
4. 撰写实验报告,包括实验目的、内容、步骤、结果分析等。
五、实验结果与分析1. 线性表(1)顺序存储的线性表实现简单,但插入和删除操作效率较低。
(2)链式存储的线性表插入和删除操作效率较高,但存储空间占用较大。
2. 栈与队列(1)栈和队列的顺序存储和链式存储实现简单,但顺序存储空间利用率较低。
(2)栈和队列的入栈、出队、判断空等操作实现简单,但需要考虑数据结构的边界条件。
3. 树与图(1)二叉树和图的存储结构实现复杂,但能够有效地表示和处理数据。
数据结构实验报告
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数据结构实验报告一、实验目的数据结构是计算机科学中重要的基础课程,通过本次实验,旨在深入理解和掌握常见数据结构的基本概念、操作方法以及在实际问题中的应用。
具体目的包括:1、熟练掌握线性表(如顺序表、链表)的基本操作,如插入、删除、查找等。
2、理解栈和队列的特性,并能够实现其基本操作。
3、掌握树(二叉树、二叉搜索树)的遍历算法和基本操作。
4、学会使用图的数据结构,并实现图的遍历和相关算法。
二、实验环境本次实验使用的编程环境为具体编程环境名称,编程语言为具体编程语言名称。
三、实验内容及步骤(一)线性表的实现与操作1、顺序表的实现定义顺序表的数据结构,包括数组和表的长度等。
实现顺序表的初始化、插入、删除和查找操作。
2、链表的实现定义链表的节点结构,包含数据域和指针域。
实现链表的创建、插入、删除和查找操作。
(二)栈和队列的实现1、栈的实现使用数组或链表实现栈的数据结构。
实现栈的入栈、出栈和栈顶元素获取操作。
2、队列的实现采用循环队列的方式实现队列的数据结构。
完成队列的入队、出队和队头队尾元素获取操作。
(三)树的实现与遍历1、二叉树的创建以递归或迭代的方式创建二叉树。
2、二叉树的遍历实现前序遍历、中序遍历和后序遍历算法。
3、二叉搜索树的操作实现二叉搜索树的插入、删除和查找操作。
(四)图的实现与遍历1、图的表示使用邻接矩阵或邻接表来表示图的数据结构。
2、图的遍历实现深度优先遍历和广度优先遍历算法。
四、实验结果与分析(一)线性表1、顺序表插入操作在表尾进行时效率较高,在表头或中间位置插入时需要移动大量元素,时间复杂度较高。
删除操作同理,在表尾删除效率高,在表头或中间删除需要移动元素。
2、链表插入和删除操作只需修改指针,时间复杂度较低,但查找操作需要遍历链表,效率相对较低。
(二)栈和队列1、栈栈的特点是先进后出,适用于函数调用、表达式求值等场景。
入栈和出栈操作的时间复杂度均为 O(1)。
2、队列队列的特点是先进先出,常用于排队、任务调度等场景。
数据结构 实验报告
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数据结构实验报告一、实验目的数据结构是计算机科学中非常重要的一门课程,通过本次实验,旨在加深对常见数据结构(如链表、栈、队列、树、图等)的理解和应用,提高编程能力和解决实际问题的能力。
二、实验环境本次实验使用的编程语言为C++,开发工具为Visual Studio 2019。
操作系统为 Windows 10。
三、实验内容1、链表的实现与操作创建一个单向链表,并实现插入、删除和遍历节点的功能。
对链表进行排序,如冒泡排序或插入排序。
2、栈和队列的应用用栈实现表达式求值,能够处理加、减、乘、除和括号。
利用队列实现银行排队系统的模拟,包括顾客的到达、服务和离开。
3、二叉树的遍历与操作构建一棵二叉树,并实现前序、中序和后序遍历。
进行二叉树的插入、删除节点操作。
4、图的表示与遍历用邻接矩阵和邻接表两种方式表示图。
实现图的深度优先遍历和广度优先遍历。
四、实验步骤及结果1、链表的实现与操作首先,定义了链表节点的结构体:```cppstruct ListNode {int data;ListNode next;ListNode(int x) : data(x), next(NULL) {}};```插入节点的函数:```cppvoid insertNode(ListNode& head, int val) {ListNode newNode = new ListNode(val);head = newNode;} else {ListNode curr = head;while (curr>next!= NULL) {curr = curr>next;}curr>next = newNode;}}```删除节点的函数:```cppvoid deleteNode(ListNode& head, int val) {if (head == NULL) {return;}ListNode temp = head;head = head>next;delete temp;return;}ListNode curr = head;while (curr>next!= NULL && curr>next>data!= val) {curr = curr>next;}if (curr>next!= NULL) {ListNode temp = curr>next;curr>next = curr>next>next;delete temp;}}```遍历链表的函数:```cppvoid traverseList(ListNode head) {ListNode curr = head;while (curr!= NULL) {std::cout << curr>data <<"";curr = curr>next;}std::cout << std::endl;}```对链表进行冒泡排序的函数:```cppvoid bubbleSortList(ListNode& head) {if (head == NULL || head>next == NULL) {return;}bool swapped;ListNode ptr1;ListNode lptr = NULL;do {swapped = false;ptr1 = head;while (ptr1->next!= lptr) {if (ptr1->data > ptr1->next>data) {int temp = ptr1->data;ptr1->data = ptr1->next>data;ptr1->next>data = temp;swapped = true;}ptr1 = ptr1->next;}lptr = ptr1;} while (swapped);}```测试结果:创建了一个包含 5、3、8、1、4 的链表,经过排序后,输出为 1 3 4 5 8 。
数据结构实验报告
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数据结构实验报告一、实验目的本实验旨在通过对数据结构的学习和实践,掌握基本的数据结构概念、原理及其应用,培养学生的问题分析与解决能力,提升编程实践能力。
二、实验背景数据结构是计算机科学中的重要基础,它研究数据的存储方式和组织形式,以及数据之间的关系和操作方法。
在软件开发过程中,合理选用和使用数据结构,能够提高算法效率,优化内存利用,提升软件系统的性能和稳定性。
三、实验内容本次实验主要涉及以下几个方面的内容:1.线性表的基本操作:包括线性表的创建、插入、删除、查找、修改等操作。
通过编程实现不同线性表的操作,掌握它们的原理和实现方法。
2.栈和队列的应用:栈和队列是常用的数据结构,通过实现栈和队列的基本操作,学会如何解决实际问题。
例如,利用栈实现括号匹配,利用队列实现银行排队等。
3.递归和回溯算法:递归和回溯是解决很多求解问题的常用方法。
通过编程实现递归和回溯算法,理解它们的思想和应用场景。
4.树和二叉树的遍历:学习树和二叉树的遍历方法,包括前序、中序和后序遍历。
通过编程实现这些遍历算法,加深对树结构的理解。
5.图的基本算法:学习图的基本存储结构和算法,包括图的遍历、最短路径、最小生成树等。
通过编程实现这些算法,掌握图的基本操作和应用。
四、实验过程1.具体实验内容安排:根据实验要求,准备好所需的编程环境和工具。
根据实验要求逐步完成实验任务,注意记录并整理实验过程中遇到的问题和解决方法。
2.实验数据采集和处理:对于每个实验任务,根据要求采集并整理测试数据,进行相应的数据处理和分析。
记录实验过程中的数据和结果。
3.实验结果展示和分析:将实验结果进行适当的展示,例如表格、图形等形式,分析实验结果的特点和规律。
4.实验总结与反思:总结实验过程和结果,回顾实验中的收获和不足,提出改进意见和建议。
五、实验结果与分析根据实验步骤和要求完成实验任务后,得到了相应的实验结果。
对于每个实验任务,根据实验结果进行适当的分析。
数据结构的实验报告
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一、实验目的本次实验旨在让学生掌握数据结构的基本概念、逻辑结构、存储结构以及各种基本操作,并通过实际编程操作,加深对数据结构理论知识的理解,提高编程能力和算法设计能力。
二、实验内容1. 线性表(1)顺序表1)初始化顺序表2)向顺序表插入元素3)从顺序表删除元素4)查找顺序表中的元素5)顺序表的逆序操作(2)链表1)创建链表2)在链表中插入元素3)在链表中删除元素4)查找链表中的元素5)链表的逆序操作2. 栈与队列(1)栈1)栈的初始化2)入栈操作3)出栈操作4)获取栈顶元素5)判断栈是否为空(2)队列1)队列的初始化2)入队操作3)出队操作4)获取队首元素5)判断队列是否为空3. 树与图(1)二叉树1)创建二叉树2)遍历二叉树(前序、中序、后序)3)求二叉树的深度4)求二叉树的宽度5)二叉树的镜像(2)图1)创建图2)图的深度优先遍历3)图的广度优先遍历4)最小生成树5)最短路径三、实验过程1. 线性表(1)顺序表1)初始化顺序表:创建一个长度为10的顺序表,初始化为空。
2)向顺序表插入元素:在顺序表的第i个位置插入元素x。
3)从顺序表删除元素:从顺序表中删除第i个位置的元素。
4)查找顺序表中的元素:在顺序表中查找元素x。
5)顺序表的逆序操作:将顺序表中的元素逆序排列。
(2)链表1)创建链表:创建一个带头结点的循环链表。
2)在链表中插入元素:在链表的第i个位置插入元素x。
3)在链表中删除元素:从链表中删除第i个位置的元素。
4)查找链表中的元素:在链表中查找元素x。
5)链表的逆序操作:将链表中的元素逆序排列。
2. 栈与队列(1)栈1)栈的初始化:创建一个栈,初始化为空。
2)入栈操作:将元素x压入栈中。
3)出栈操作:从栈中弹出元素。
4)获取栈顶元素:获取栈顶元素。
5)判断栈是否为空:判断栈是否为空。
(2)队列1)队列的初始化:创建一个队列,初始化为空。
2)入队操作:将元素x入队。
3)出队操作:从队列中出队元素。
数据结构实验报告
![数据结构实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/e2a004d680c758f5f61fb7360b4c2e3f572725e0.png)
数据结构实验报告数据结构实验报告1.实验目的1.1 理解数据结构的基本概念和原理1.2 掌握数据结构的常用算法和操作方法1.3 培养编写高效数据结构代码的能力2.实验背景2.1 数据结构的定义和分类2.2 数据结构的应用领域和重要性3.实验内容3.1 实验一:线性表的操作3.1.1 线性表的定义和基本操作3.1.2 实现顺序存储结构和链式存储结构的线性表 3.1.3 比较顺序存储结构和链式存储结构的优缺点3.2 实验二:栈和队列的实现3.2.1 栈的定义和基本操作3.2.2 队列的定义和基本操作3.2.3 比较栈和队列的应用场景和特点3.3 实验三:树的操作3.3.1 树的定义和基本概念3.3.2 实现二叉树的遍历和插入操作3.3.3 比较不同类型的树的存储结构和算法效率3.4 实验四:图的遍历和最短路径算法3.4.1 图的定义和基本概念3.4.2 实现深度优先搜索和广度优先搜索算法3.4.3 实现最短路径算法(例如Dijkstra算法)4.实验步骤4.1 实验一的步骤及代码实现4.2 实验二的步骤及代码实现4.3 实验三的步骤及代码实现4.4 实验四的步骤及代码实现5.实验结果与分析5.1 实验一的结果和分析5.2 实验二的结果和分析5.3 实验三的结果和分析5.4 实验四的结果和分析6.实验总结6.1 实验心得体会6.2 实验中存在的问题及解决方案6.3 对数据结构的理解和应用展望7.附件实验所使用的源代码、运行截图等相关附件。
8.法律名词及注释8.1 数据结构:指计算机中数据的存储方式和组织形式。
8.2 线性表:一种数据结构,其中的元素按照顺序排列。
8.3 栈:一种特殊的线性表,只能在一端进行插入和删除操作。
8.4 队列:一种特殊的线性表,按照先进先出的顺序进行插入和删除操作。
8.5 树:一种非线性的数据结构,由节点和边组成。
8.6 图:一种非线性的数据结构,由顶点和边组成。
数据结构实验实训总结报告
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一、实验背景随着计算机技术的飞速发展,数据结构作为计算机科学的重要基础,已经成为现代软件开发和数据处理的关键技术。
为了提高学生的数据结构应用能力,我们学校开设了数据结构实验实训课程。
本课程旨在通过实验实训,使学生深入理解数据结构的基本概念、性质、应用,掌握各种数据结构的实现方法,提高编程能力和解决实际问题的能力。
二、实验内容本次数据结构实验实训主要包括以下内容:1. 数据结构的基本概念和性质通过实验,使学生掌握线性表、栈、队列、串、树、图等基本数据结构的概念、性质和应用场景。
2. 数据结构的存储结构通过实验,使学生熟悉线性表、栈、队列、串、树、图等数据结构的顺序存储和链式存储方法,了解不同存储结构的优缺点。
3. 数据结构的操作算法通过实验,使学生掌握线性表、栈、队列、串、树、图等数据结构的插入、删除、查找、遍历等基本操作算法。
4. 数据结构的实际应用通过实验,使学生了解数据结构在各个领域的应用,如网络数据结构、数据库数据结构、人工智能数据结构等。
三、实验过程1. 实验准备在实验开始前,教师首先对实验内容进行讲解,使学生了解实验目的、实验步骤和实验要求。
同时,教师要求学生预习实验内容,熟悉相关理论知识。
2. 实验实施(1)线性表:通过实现线性表的顺序存储和链式存储,实现插入、删除、查找等操作。
(2)栈和队列:通过实现栈和队列的顺序存储和链式存储,实现入栈、出栈、入队、出队等操作。
(3)串:通过实现串的顺序存储和链式存储,实现串的插入、删除、查找等操作。
(4)树:通过实现二叉树、二叉搜索树、平衡二叉树等,实现树的插入、删除、查找、遍历等操作。
(5)图:通过实现图的邻接矩阵和邻接表存储,实现图的插入、删除、查找、遍历等操作。
3. 实验总结实验结束后,教师组织学生进行实验总结,总结实验过程中的收获和不足,提出改进措施。
四、实验成果通过本次数据结构实验实训,学生取得了以下成果:1. 掌握了数据结构的基本概念、性质和应用场景。
数据结构实验报告(实验)
![数据结构实验报告(实验)](https://img.taocdn.com/s3/m/63a49ae977a20029bd64783e0912a21614797f31.png)
数据结构实验报告(实验)数据结构实验报告(实验)1. 实验目的1.1 理解数据结构的基本概念和操作1.2 学会使用数据结构解决实际问题1.3 掌握常用数据结构的实现和应用2. 实验环境2.1 操作系统:Windows 102.2 编程语言:C++2.3 开发工具:Visual Studio3. 实验内容3.1 实验一:线性表的实现和应用3.1.1 设计并实现线性表的基本操作函数3.1.2 实现线性表的插入、删除、查找等功能 3.1.3 实现线性表的排序算法3.1.4 应用线性表解决实际问题3.2 实验二:栈和队列的实现和应用3.2.1 设计并实现栈的基本操作函数3.2.2 设计并实现队列的基本操作函数3.2.3 实现栈和队列的应用场景3.2.4 比较栈和队列的优缺点3.3 实验三:树的实现和应用3.3.1 设计并实现二叉树的基本操作函数3.3.2 实现二叉树的创建、遍历和查找等功能3.3.3 实现树的遍历算法(前序、中序、后序遍历)3.3.4 应用树解决实际问题4. 数据结构实验结果4.1 实验一的结果4.1.1 线性表的基本操作函数实现情况4.1.2 线性表的插入、删除、查找功能测试结果4.1.3 线性表的排序算法测试结果4.1.4 线性表解决实际问题的应用效果4.2 实验二的结果4.2.1 栈的基本操作函数实现情况4.2.2 队列的基本操作函数实现情况4.2.3 栈和队列的应用场景测试结果4.2.4 栈和队列优缺点的比较结果4.3 实验三的结果4.3.1 二叉树的基本操作函数实现情况4.3.2 二叉树的创建、遍历和查找功能测试结果 4.3.3 树的遍历算法测试结果4.3.4 树解决实际问题的应用效果5. 实验分析与总结5.1 实验问题与解决方案5.2 实验结果分析5.3 实验总结与心得体会6. 附件附件一:实验源代码附件二:实验数据7. 法律名词及注释7.1 版权:著作权法规定的对原创作品享有的权利7.2 专利:国家授予的在一定时间内对新型发明享有独占权利的证书7.3 商标:作为标识企业商品和服务来源的标志的名称、符号、图案等7.4 许可协议:指允许他人在一定条件下使用自己的知识产权的协议。
数据结构课程实验报告
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数据结构课程实验报告目录1. 实验简介1.1 实验背景1.2 实验目的1.3 实验内容2. 实验方法2.1 数据结构选择2.2 算法设计2.3 程序实现3. 实验结果分析3.1 数据结构性能分析3.2 算法效率比较3.3 实验结论4. 实验总结1. 实验简介1.1 实验背景本实验是数据结构课程的一次实践性操作,旨在帮助学生加深对数据结构的理解和运用。
1.2 实验目的通过本实验,学生将学会如何选择合适的数据结构来解决特定问题,了解数据结构与算法设计的关系并能将其应用到实际问题中。
1.3 实验内容本实验将涉及对一些经典数据结构的使用,如链表、栈、队列等,并结合具体问题进行算法设计和实现。
2. 实验方法2.1 数据结构选择在实验过程中,需要根据具体问题选择合适的数据结构,比如针对需要频繁插入删除操作的情况可选择链表。
2.2 算法设计针对每个问题,需要设计相应的算法来实现功能,要考虑算法的效率和实际应用情况。
2.3 程序实现根据算法设计,编写相应的程序来实现功能,并进行调试测试确保程序能够正确运行。
3. 实验结果分析3.1 数据结构性能分析在实验过程中,可以通过对不同数据结构的使用进行性能分析,如时间复杂度和空间复杂度等,以便选择最优的数据结构。
3.2 算法效率比较实验完成后,可以对不同算法在同一数据结构下的效率进行比较分析,找出最优算法。
3.3 实验结论根据实验结果分析,得出结论并总结经验教训,为后续的数据结构和算法设计提供参考。
4. 实验总结通过本次实验,学生将对数据结构与算法设计有更深入的了解,并能将所学知识应用到实际问题中,提高自己的实践能力和解决问题的能力。
数据结构实验报告
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数据结构实验报告一、实验目的数据结构是计算机科学中的重要基础课程,通过实验可以更深入地理解和掌握数据结构的概念、原理和应用。
本次实验的主要目的包括:1、熟悉常见的数据结构,如链表、栈、队列、树和图等。
2、掌握数据结构的基本操作,如创建、插入、删除、遍历等。
3、提高编程能力和解决实际问题的能力,能够运用合适的数据结构解决具体的问题。
二、实验环境本次实验使用的编程语言为C++,开发环境为Visual Studio 2019。
三、实验内容1、链表的实现与操作单向链表的创建、插入和删除节点。
双向链表的实现和基本操作。
循环链表的特点和应用。
2、栈和队列的实现栈的后进先出特性,实现入栈和出栈操作。
队列的先进先出原则,完成入队和出队功能。
3、树的操作二叉树的创建、遍历(前序、中序、后序)。
二叉搜索树的插入、查找和删除操作。
4、图的表示与遍历邻接矩阵和邻接表表示图。
深度优先搜索和广度优先搜索算法的实现。
四、实验步骤及结果1、链表的实现与操作单向链表:首先,定义了链表节点的结构体,包含数据域和指向下一个节点的指针域。
通过创建链表头节点,并使用循环依次插入新节点,实现了链表的创建。
插入节点时,根据指定位置找到插入点的前一个节点,然后修改指针完成插入操作。
删除节点时,同样找到要删除节点的前一个节点,修改指针完成删除。
实验结果:成功创建、插入和删除了单向链表的节点,并正确输出了链表的内容。
双向链表:双向链表节点结构体增加了指向前一个节点的指针。
创建、插入和删除操作需要同时维护前后两个方向的指针。
实验结果:双向链表的各项操作均正常,能够双向遍历链表。
循环链表:使链表的尾节点指向头节点,形成循环。
在操作时需要特别注意循环的边界条件。
实验结果:成功实现了循环链表的创建和遍历。
2、栈和队列的实现栈:使用数组或链表来实现栈。
入栈操作将元素添加到栈顶,出栈操作取出栈顶元素。
实验结果:能够正确进行入栈和出栈操作,验证了栈的后进先出特性。
数据结构实验报告实验1
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数据结构实验报告实验1一、实验目的本次实验的主要目的是通过实际操作和编程实现,深入理解和掌握常见的数据结构,如线性表、栈、队列等,并能够运用所学知识解决实际问题。
二、实验环境本次实验使用的编程环境为Visual Studio 2019,编程语言为C++。
三、实验内容与步骤(一)线性表的实现与操作1、顺序表的实现定义一个固定大小的数组来存储线性表的元素。
实现插入、删除、查找等基本操作。
2、链表的实现定义链表节点结构体,包含数据域和指针域。
实现链表的创建、插入、删除、遍历等操作。
(二)栈的实现与应用1、栈的实现使用数组或链表实现栈的数据结构。
实现入栈、出栈、栈顶元素获取等操作。
2、栈的应用利用栈实现表达式求值。
(三)队列的实现与应用1、队列的实现使用循环数组或链表实现队列。
实现入队、出队、队头元素获取等操作。
2、队列的应用模拟银行排队系统。
四、实验结果与分析(一)线性表1、顺序表插入操作:在指定位置插入元素时,需要移动后续元素,时间复杂度为 O(n)。
删除操作:删除指定位置的元素时,同样需要移动后续元素,时间复杂度为 O(n)。
查找操作:可以直接通过索引访问元素,时间复杂度为 O(1)。
2、链表插入操作:只需修改指针,时间复杂度为 O(1)。
删除操作:同样只需修改指针,时间复杂度为 O(1)。
查找操作:需要遍历链表,时间复杂度为 O(n)。
(二)栈1、表达式求值能够正确计算简单的四则运算表达式,如 2 + 3 4。
对于复杂表达式,如(2 + 3) 4,也能得到正确结果。
(三)队列1、银行排队系统模拟了客户的到达、排队和服务过程,能够反映出队列的先进先出特性。
五、实验中遇到的问题及解决方法(一)线性表1、顺序表的空间浪费问题问题描述:当预先分配的空间过大而实际使用较少时,会造成空间浪费。
解决方法:可以采用动态分配空间的方式,根据实际插入的元素数量来调整存储空间。
2、链表的指针操作错误问题描述:在链表的插入和删除操作中,容易出现指针指向错误,导致程序崩溃。
数据结构图实验报告
![数据结构图实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/6aabc96186c24028915f804d2b160b4e767f81d8.png)
数据结构图实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是深入理解和掌握数据结构图的基本概念、原理和操作方法,通过实际编程和操作,提高对数据结构的应用能力和解决问题的能力。
二、实验环境本次实验使用的编程语言为C++,开发环境为Visual Studio 2019。
三、实验内容(一)线性表1、顺序表实现顺序表的创建、插入、删除、查找等基本操作。
分析顺序表在不同操作下的时间复杂度。
2、链表实现单链表、双向链表的创建、插入、删除、查找等基本操作。
比较单链表和双向链表在操作上的优缺点。
(二)栈和队列1、栈实现顺序栈和链式栈。
用栈解决表达式求值问题。
2、队列实现顺序队列和链式队列。
用队列模拟银行排队问题。
(三)树1、二叉树实现二叉树的创建、遍历(前序、中序、后序)。
计算二叉树的深度和节点数。
2、二叉搜索树实现二叉搜索树的插入、删除、查找操作。
分析二叉搜索树的性能。
(四)图1、图的存储实现邻接矩阵和邻接表两种图的存储方式。
比较两种存储方式的优缺点。
2、图的遍历实现深度优先遍历和广度优先遍历算法。
用图的遍历解决最短路径问题。
四、实验步骤(一)线性表1、顺序表定义一个数组来存储顺序表的元素,并使用一个变量记录当前表的长度。
插入操作时,需要判断插入位置是否合法,如果合法则将插入位置后的元素依次向后移动一位,然后将新元素插入指定位置。
删除操作时,先判断删除位置是否合法,合法则将删除位置后的元素依次向前移动一位,并更新表的长度。
查找操作通过遍历数组来实现。
分析不同操作的时间复杂度,插入和删除操作在最坏情况下为O(n),查找操作在平均情况下为 O(n/2)。
2、链表对于单链表,定义一个节点结构体,包含数据域和指向下一个节点的指针域。
通过操作指针来实现插入、删除和查找操作。
双向链表则在节点结构体中增加指向前一个节点的指针,使得操作更加灵活,但也增加了空间复杂度。
比较单链表和双向链表在插入、删除操作中指针的调整过程,得出双向链表在某些情况下更方便,但空间开销较大的结论。
数据结构实验报告
![数据结构实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/13156e6eeffdc8d376eeaeaad1f34693daef10da.png)
数据结构实验报告一、实验目的数据结构是计算机科学中的重要基础课程,通过本次实验,旨在加深对常见数据结构(如数组、链表、栈、队列、树、图等)的理解和运用,提高编程能力和问题解决能力,培养算法设计和分析的思维。
二、实验环境本次实验使用的编程语言为C++,开发环境为Visual Studio 2019。
三、实验内容1、数组与链表的实现与操作分别实现整数数组和整数链表的数据结构。
实现数组和链表的插入、删除、查找操作,并比较它们在不同操作下的时间复杂度。
2、栈与队列的应用用数组实现栈结构,用链表实现队列结构。
模拟栈的入栈、出栈操作和队列的入队、出队操作,解决实际问题,如表达式求值、任务调度等。
3、二叉树的遍历构建二叉树的数据结构。
实现先序遍历、中序遍历和后序遍历三种遍历算法,并输出遍历结果。
4、图的表示与遍历用邻接矩阵和邻接表两种方式表示图。
实现图的深度优先搜索(DFS)和广度优先搜索(BFS)算法,并分析它们的时间复杂度。
四、实验步骤1、数组与链表数组的实现:定义一个固定大小的整数数组,通过索引访问和操作数组元素。
链表的实现:定义链表节点结构体,包含数据和指向下一个节点的指针。
插入操作:对于数组,若插入位置在末尾,直接赋值;若不在末尾,需移动后续元素。
对于链表,找到插入位置的前一个节点,修改指针。
删除操作:数组需移动后续元素,链表修改指针即可。
查找操作:数组通过索引直接访问,链表需逐个节点遍历。
2、栈与队列栈的实现:用数组模拟栈,设置栈顶指针。
队列的实现:用链表模拟队列,设置队头和队尾指针。
入栈和出栈操作:入栈时,若栈未满,将元素放入栈顶,栈顶指针加 1。
出栈时,若栈不为空,取出栈顶元素,栈顶指针减 1。
入队和出队操作:入队时,在队尾添加元素。
出队时,取出队头元素,并更新队头指针。
3、二叉树构建二叉树:采用递归方式创建二叉树节点。
先序遍历:先访问根节点,再递归遍历左子树,最后递归遍历右子树。
中序遍历:先递归遍历左子树,再访问根节点,最后递归遍历右子树。
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数据结构实验报告课程名:数据结构课程设计任课教师:梁作娟姓名:甘言海院系:信息科学与工程学院专业年级:2010级计算机信息保密数据结构实验报告一、实验目的1.熟练掌握几种内部排序算法并比较他们效率的高低。
2.学会运用统计的方法评价算法的好坏。
3.初步理解高效排序算法的思想,掌握几种基本的算法设计技巧。
4.学会分析算法复杂度,尝试进行算法的优化处理。
5.感受算法优劣对计算速度的影响。
二、实验要求1、用Visual C++实现冒泡排序、简单选择排序、直接插入排序、快速排序、希尔排序、堆排序、折半插入排序共七种排序算法。
2、每次至少用100000个数据对每种排序算法进行测试,实验用的数据不少于五组,比较各种排序算法的效率高低,将排序结果写入文件。
三、实验方法1、使用VC6.0创建一个windows窗体应用程序,在窗体上添加9个按钮控件和一个文本框控件。
2、9个按钮控件分别代表7种排序方法以及重新生成随机数和按从大到小的顺序生成数列两个方法,用户单击其中任何一个按钮都将调用其中一个方法。
3、文本框用于显示排序所用的时间。
4、每种排序算法在完成排序后都将排序结果写入特定的文件,文件名取排序算法的名称。
四、实验内容1、打开Visual C++,创建一个新的基于对话框的MFC窗体应用程序,在生成的窗体上添加11个按钮控件和一个文本框控件,并修改11个按钮控件标签为“冒泡排序”、“简单选择”、“直接插入”、“快速排序”、“希尔排序”、“堆排序”、“折半插入”、“从小到大”、“从大到小”、“随机生成”、“清空文本框”。
2、添加头文件head.h,并在其中添加宏定义#define Num 100000,作为要排序的数据个数。
3、在窗体的类定义中添加公共属性arry和arry1,arry是要排序的数组首地址,其定义为long arry[Num+1],在窗体的构造函数中以随机序列的方式对arry 进行初始化,通过重置函数也可以对arry数组重新赋值,重置函数有三个,可以通过点击按钮“从小到大”、“从大到小”或者“随机生成”来调用,分别以三种不同的方式给数组重新赋值。
arry1是和arry同类型的数组首地址,arry1作为arry的副本,在每次进行排序时都首先将arry数组中的值原样复制到arry1中,然后对arry1进行排序,这样就能保证arry数组的值保持不变。
4、为添加的11个按钮控件添加事件处理程序,分别为7个排序算法、3个重置函数和1个用于清空文本框的函数,三个重置函数分别以“从小到大”、“从大到小”和“随机”的方式对arry数组重新赋值。
5、修改编译器默认堆栈的大小以满足快速排序的要求,编译并连接程序,逐步修改程序中的错误,直到程序能够连接成功。
6、 运行程序,分别用7种排序算法对生成的含有100000个数据的伪随机序列进行排序,对每种排序算法记录下排序时间。
然后单击“随机生成”,换一组随机序列重新进行,同样的操作进行5遍,求各种算法排序时间的平均值。
7、 单击“从小到大”按钮,按从小到大的顺序对arry 数组赋值,然后用这个有序的数组对七种排序算法进行测试,对每种排序算法记录下排序时间,同样进行五次,求每种排序算法所用时间的平均值。
8、 最后单击“从大到小”按钮,产生按从大到小的顺序排列的数列,再次对七种排序算法进行测试,每次记下排序时间,同样的操作进行五次求平均值。
9、 在头文件head.h 中将宏定义更改为#define Num 300000,重新进行实验,对比观察排序算法对数据量的敏感程度。
10、 按照前面几步的实验结果绘制图表,比较七种排序算法的效率高低。
五、实验结果1、 程序运行效果截图2、 乱序排序时间表冒泡排序 简单选择排序 直接插入排序 快速排序 希尔排序 堆排序 折半插入排序 第一次 81.406 37.375 21.234 0.063 0.500 0.062 20.703 第二次 81.766 34.187 19.875 0.062 0.578 0.063 21.422 第三次 80.453 34.313 21.172 0.063 0.625 0.063 22.125 第四次 76.562 36.359 20.016 0.062 0.828 0.062 35.078 第五次 60.593 25.672 14.625 0.016 0.359 0.031 15.719 平均 76.15633.581 19.384 0.0530.5780.05623.009表一(数据量10万)排序方法时 间 (s) 次数冒泡排序 简单选择排序 直接插入排序 快速排序 希尔排序 堆排序 折半插入排序 第一次 556.281 223.609 135.469 0.078 3.437 0.110 142.109 第二次 550.453 237.734 133.422 0.078 3.344 0.109 144.218 第三次 543.781 228.281 136.281 0.078 3.531 0.109 151.109 第四次 484.468 236.328 141.500 0.094 3.672 0.125 146.672 第五次 581.672 232.672 143.312 0.110 3.797 0.109 147.500 平均543.331231.725 137.997 0.0883.5560.112146.322表二(数据量30万)100200300400500600时间(秒)1030数据量(万)乱序排序时间柱状图冒泡排序简单选择排序直接插入排序快速排序希尔排序堆排序折半插入排序3、 顺序排序时间表冒泡排序 简单选择排序 直接插入排序 快速排序 希尔排序堆排序折半插入排序 第一次 0.000 24.188 0.000 24.156 0.000 0.016 0.000 第二次 0.000 23.907 0.000 24.968 0.000 0.016 0.000 第三次 0.016 24.375 0.000 25.515 0.000 0.016 0.000 第四次 0.000 24.219 0.000 25.609 0.000 0.015 0.000 第五次 0.000 24.234 0.000 25.750 0.000 0.015 0.016 平均0.003 24.1850.000 25.200 0.000 0.015 0.003 表三(数据量10万)冒泡排序 简单选择排序 直接插入排序 快速排序 希尔排序堆排序 折半插入排序 第一次 0.000 225.531 0.000 224.359 0.0000.078 0.031 第二次 0.000 220.897 0.000 221.034 0.000 0.078 0.031 第三次 0.001 233.152 0.000 234.828 0.000 0.078 0.031 第四次 0.000 214.512 0.002 240.010 0.000 0.079 0.031 第五次 0.000 252.062 0.000 238.844 0.000 0.078 0.031 平均0.000232.144 0.000 233.3200.0000.0780.031表四(数据量30万)排序方法时 间 (s)次数排 序 方 法 时间(s)次数排 序 方 法 时间(s)次数50100150200250时间(秒)1030数据量(万)乱序排序时间柱状图冒泡排序简单选择排序直接插入排序快速排序希尔排序堆排序折半插入排序4、 逆序排序时间表冒泡排序简单选择排序 直接插入排序 快速排序 希尔排序堆排序折半插入排序 第一次 63.250 39.516 29.843 27.578 0.454 0.047 33.828 第二次 62.890 39.218 29.891 29.234 0.672 0.047 34.516 第三次 57.422 35.968 28.656 23.750 0.671 0.047 34.547 第四次 61.141 36.984 31.563 26.421 0.672 0.047 34.110 第五次 66.656 37.969 29.906 24.594 0.672 0.047 32.891 平均62.272 37.93129.972 26.315 0.628 0.047 33.978 表五(数据量10万)冒泡排序 简单选择排序 直接插入排序 快速排序 希尔排序堆排序 折半插入排序 第一次 578.141 248.157 290.891 233.968 7.9530.094 306.313 第二次 552.078 240.688 264.344 214.828 6.750 0.078 282.906 第三次 554.045 245.230 280.783 230.234 7.822 0.090 302.208 第四次 560.788 246.344 276.355 220.788 7.052 0.080 298.420 第五次 556.922 228.797 279.109 220.344 8.203 0.078 295.687 平均562.380239.214 278.115 223.0477.6350.083298.846表六(数据量30万)排 序方 法时 间 (s) 次数排 序 方 法 时间(s)次数100200300400500600时间(秒)1030数据量(万)乱序排序时间柱状图冒泡排序简单选择排序直接插入排序快速排序希尔排序堆排序折半插入排序六、实验结果分析1、 对乱序来说排序效率最高的是快速排序和堆排序,其次是希尔排序,然后是直接插入排序和折半插入排序,然后是简单选择排序,最慢的是冒泡排序。
2、 对于已经按从小到大的顺序排列好的数列,冒泡排序、直接插入排序、希尔排序、折半插入排序,基本不需要花费任何时间,堆排序需要少量时间,简单选择排序和快速排序效率较低。
3、 对于逆序来说,效率最高的是堆排序,其次是希尔排序,然后快速排序、简单选择排序、直接插入排序、折半插入排序的效率相差很小,冒泡排序的效率最低。
4、 综合来看堆排序、快速排序和希尔排序是较好的排序算法,对各种序列进行排序的效率都很高。
5、 快速排序由于采用递归函数的方法实现,在运行时由于编译器分配的栈的大小的限制,递归调用的层数受到限制。
在对顺序和逆序的数列进行排序时由于需要递归调用的层数比较多,程序运行可能会被意外终止,可以在调试之前通过设置编译器的堆栈大小来满足快速排序的需要。
6、 快速排序对乱序的排序效率非常高,但是对于顺序或者逆序的序列来说,排序所需时间较大,但这种情况出现的可能性较低,所以从统计的角度来讲,它仍是一种高效的排序方法,其效率和堆排序相当。