数据结构实验一

实验一算法设计与分析1、实验目的了解数据结构课程的目的、性质和主要内容，理解数据结构和算法的基本概念，熟悉算法的描述方法、算法时间复杂度和算法空间复杂度的分析及计算方法。

掌握在JDK环境中编译和运行Java Application应用程序的操作；熟练使用MyEclipse等集成开发环境对Java程序进行编辑、编译、运行和调试等操作，程序必须运行通过并获得正确结果。

2、实验内容1、用java的类实现复数的抽象数据类型2、螺旋方阵3、杨辉三角4、输出数字方阵5、幻方3、实验代码及结果1)复数类public class Complex{private double real,imag; //实部，虚部public Complex(double real, double imag) //构造方法{this.real = real;this.imag = imag;}public Complex(double real) //构造方法重载{this(real,0);}public Complex(){this(0,0);}public Complex(Complex c) //拷贝构造方法，复制对象{this(c.real,c.imag); //c==null时，抛出空对象异常，下同}public double getReal(){return this.real;}public void setReal(double real)this.real = real;}public double getImag(){return this.imag;}public void setImag(double imag){this.imag = imag;}public String toString() //对象的字符串描述，{ //覆盖Object 类的toString()方法return "("+this.real+"+"+this.imag+"i)";}public void add(Complex c) //两个对象相加，改变当前对象{this.real += c.real;this.imag += c.imag;}public static Complex add(Complex c1, Complex c2) //返回两个对象相加后的对象，重载，静态方法{return new Complex(c1.real+c2.real, c1.imag+c2.imag);}public void subtract(Complex c) //两个对象相减，改变当前对象{this.real -= c.real;this.imag -= c.imag;}public static Complex subtract(Complex c1, Complex c2) //返回两个对象相减后的对象，重载，静态方法{return new Complex(c1.real-c2.real, c1.imag-c2.imag);}public boolean equals(Object obj) //比较两个对象是否相等{ //覆盖Object 类的equals(obj)方法if (this==obj)return true;if (obj instanceof Complex){Complex c=(Complex)obj;return this.real==c.real && this.imag==c.imag;}return false;}}class Complex__ex{public static void main(String args[]){Complex c1 = new Complex(1,2);Complex c2 = new Complex(3,5);Complex c3 = Complex.add(c1,c2); //返回新创建对象System.out.println(c1+" + "+c2+" = "+c3);c1.add(c2);System.out.println("c1="+c1);System.out.println("c1==c3? "+(c1==c3));System.out.println("c1.equals(c3)? "+c1.equals(c3));}}/*程序运行结果如下：(1.0+2.0i) + (3.0+5.0i) = (4.0+7.0i)c1=(4.0+7.0i)c1==c3? falsec1.equals(c3)? true*/实验结果：2）螺旋方阵// 显示螺旋方阵。

public class HelixPhalanx{public static void main(String args[]){int n=4; //阶数int mat[][] = new int [n][n];int i,j,k=0;for (i=0;i<(n+1)/2;i++) //i控制生成方阵的圈数，一圈内有4条边{ //j控制生成一条边的数据for (j=i;j<=n-i-1;j++) //顶边，从左到右，行不变列变mat[i][j] = ++k; //k从1递增到n*nfor (j=i+1;j<=n-i-1;j++) //右边，从上到下，行变列不变mat[j][n-i-1] = ++k;for (j=n-i-2;j>=i;j--) //底边，从右到左，行不变列变mat[n-i-1][j] = ++k;for (j=n-i-2;j>=i+1;j--) //左边，从下到上，行变列不变mat[j][i] = ++k;}for (i=0;i<mat.length;i++) //输出二维数组{for (j=0;j<mat[i].length;j++)System.out.print(mat[i][j]+"\t");System.out.println();}}}/*程序运行结果如下：1 2 3 412 13 14 511 16 15 610 9 8 7*/实验结果：3）杨辉三角//【例2.15】杨辉三角。

public class Yanghui2{public static int[][] yanghui(final int n) //求n行杨辉三角，返回二维数组{int mat[][] = new int [n][]; //申请第一维的存储空间for (int i=0; i<n; i++){mat[i]= new int [i+1]; //申请第二维的存储空间，每次长度不同mat[i][0]=mat[i][i]=1;for (int j=1; j<i; j++)mat[i][j]=mat[i-1][j-1]+mat[i-1][j];}return mat;}public static void print(final int table[][]) //输出二维数组{int n=table.length;for (int i=0; i<n; i++){System.out.print(String.format("%"+(n-i+1)*2+"c",' '));for (int j=0; j<table[i].length; j++)System.out.print(String.format("%4d",table[i][j]));System.out.println();}}public static void main(String args[]){print(yanghui(10));}}/*程序运行结果如下：11 11 2 11 3 3 11 4 6 4 11 5 10 10 5 11 6 15 20 15 6 11 7 21 35 35 21 7 11 8 28 56 70 56 28 8 11 9 36 84 126 126 84 36 9 1*/实验结果：4）采用二维数组输出数字方阵//采用二维数组输出数字方阵。

//算法：二维数组中，每一条斜线上各元素下标和相等public class Upmat{public static void main(String args[]){int n=4; //阶数int[][] mat = new int[n][n];int k=1; //k是自然数，递增变化boolean up = true; //方向向上for (int sum=0;sum<n;sum++) //左上三角，sum表示行列的下标和{if (up)for (int i=sum;i>=0;i--)mat[i][sum-i] = k++; //k先赋值后自加elsefor (int i=0;i<=sum;i++)mat[i][sum-i] = k++;up=!up; //方向求反}for (int sum=n;sum<2*n-1;sum++) //右下三角{if (up)for (int j=sum-n+1;j<n;j++)mat[sum-j][j] = k++;elsefor (int j=n-1;j>sum-n;j--)mat[sum-j][j] = k++;up=!up;}for (int i=0;i<mat.length;i++) //输出二维数组元素{for (int j=0;j<mat[i].length;j++) //i、j是行、列下标System.out.print(" "+mat[i][j]);System.out.println();}}}/*程序运行结果如下：n=41 2 4 73 5 8 116 9 12 1410 13 15 16当初值up=false时，程序运行结果如下：1 3 6 102 5 9 134 8 12 157 11 14 16*/实验结果：5）显示幻方阵// 显示幻方阵public class Magic{public static void main(String args[]){int n=5; //阶数int mat[][] = new int [n][n];int i=0, j=n/2; //i,j用做下标，第1个数放在第1行中间位置for (int k=1; k<=n*n; k++) //k是自然数{mat[i][j]=k; //当前位置取值if (k % n == 0) //对角线已满i = (i+1) % n ; //下一位置向下一行else{i = (i-1+n) % n ; //下一位置向右上方j = (j+1) % n;}}System.out.println("n="+n);for (i=0; i<mat.length; i++) //输出二维数组{for (j=0;j<mat[i].length;j++)System.out.print(String.format("%4d", mat[i][j]));System.out.println();}}}/*程序运行结果如下：n=517 24 1 8 1523 5 7 14 164 6 13 20 2210 12 19 21 311 18 25 2 9 */实验结果：。