数据结构与算法分析课程设计

*******大学《数据结构与算法分析》课程设计题目：数据结构上机试题学生姓名：学号：专业：信息管理与信息系统班级：指导教师：2014年04月目录一、顺序表的操作 (2)【插入操作原理】 (2)【删除操作原理】 (2)【NO.1代码】 (3)【运行截图演示】 (7)二、单链表的操作 (10)【创建操作原理】 (10)【插入操作原理】 (10)【删除操作原理】 (10)【NO.2代码】 (11)【运行截图演示】 (20)三、顺序栈的操作 (25)【数值转换原理】 (25)【NO.3代码】 (26)【运行截图演示】 (30)四、查找算法 (32)【顺序查找原理】 (32)【折半查找原理】 (32)【NO.4代码】 (33)【运行截图演示】 (38)五、排序算法 (40)【直接插入排序原理】 (40)【快速排序原理】 (40)【NO.5代码】 (41)【运行截图演示】 (46)一、顺序表的操作（1）插入元素操作：将新元素x 插入到顺序表a 中第i 个位置；（2）删除元素操作：删除顺序表a 中第i 个元素。

【插入操作原理】线性表的插入操作是指在线性表的第i-1个数据元素和第i 个数据元素之间插入一个新的数据元素，就是要是长度为n 的线性表：()11,,,,,i i n a a a a -…………变成长度为n+1的线性表：()11,,,,,,i i n a a b a a -…………数据元素1i a -和i a 之间的逻辑关系发生了变化。

（其【插入原理】在课本P23的算法2.3有解释）【删除操作原理】反之，线性表的删除操作是使长度为n 的线性表：()111,,,,,,i i i n a a a a a -+…………变成长度为n-1的线性表：()111,,,,,i i n a a a a -+…………数据元素1i a -、i a 和1i a +之间的逻辑关系发生变化，为了在存储结构上放映这个变化，同样需要移动元素。

（其【删除原理】在课本P24的算法2.4有解释）【NO.1代码】#include<stdio.h>#define MAX 100typedef int datatype;typedef struct{datatype data[MAX];int list;}sequenlist; /*顺序表*/int main(){int insert( sequenlist *L, int x, int i );int deletee( sequenlist *L, int i );int input( sequenlist *L );int output( sequenlist *L );sequenlist s,*p=&s;int indata,inlocate,deletedx;input(p);printf( "请输入要插入的数：" ); scanf( "%d",&indata );printf( "请输入要插入的位置：" );scanf( "%d",&inlocate );insert( p,indata,inlocate );printf( "插入后的数据：" );output(p);printf( "请输入要删除的位置：" );scanf( "%d",&deletedx );deletee( p, deletedx );printf( "删除后的数据：" );output(p);return 0;}int output( sequenlist *L ){int i;for( i=0; i<=L->list; i++ )printf( "%d ",L->data[i] );printf( "\n\n" );return(1);}int input( sequenlist *L ) {int i;printf( "请输入原始数据个数：" );scanf( "%d",&( L->list ) );L->list--;printf( "请输入原始数据：" );for( i=0; i <= L->list; i++ )scanf( "%d",&( L->data[i] ) );printf( "原始数据为：" );output(L);return (1);}int insert( sequenlist *L, int x, int i ){int j;if ( ( (*L).list )>=MAX-1 ){printf( "overflow" ); return 0;}else{if ( (i<1) || (i> ( (*L).list )+1 ) ) {printf( "error\n" );return 0;}else{for ( j=L->list;j>=i-1;j-- )L->data[j+1]=L->data[j];L->data[i-1]=x;L->list++;}}return(1);}int deletee( sequenlist *L,int i ) /*定义删除函数*/ {int j;if ( (i<1) || ( i>(L->list)+1 ) ){printf( "error\n" );return 0;}else{for ( j=i;j<=L->list;j++ )L->data[j-1]=L->data[j];L->list--;}return(1);}【运行截图演示】①、如下面的运行截图所示，当输入的线性表长度设置为12的时候，该线性表最多能输入12位数的长度。

输入要插入的数和插入数的位置下标，便可以进行插入操作；同理当输入要执行删除操作数的位置下标，可以将该数删除出线性表。

②、如下面的运行截图所示，当初始设置的线性表长度为5的时候，其5个数分别是-3、4、5、0、1。

若是要执行程序中输入的插入数字“2”，其插入数的位置在“-4”的时候，程序是不能执行插入操作的。

此时的线性表能插入的下标范围为“1——5”，明显“-4”数值<下限“1”数值，所以程序执行“error”。

③、如下面的运行截图所示，同理该线性表要插入数的位置“6”数值>上限“5”数值，所以程序执行“error”。

④、如下面的运行截图所示，初始设置的线性表插入数字2之后，要删除位置7已超过线性表的最大长度n=6，所以程序执行“error”。

⑤、如下面的运行截图所示，同理该线性表要删除数的位置“0”下标不存在，所以程序执行“error”。

二、单链表的操作（1）创建一个带头结点的单链表；（2）插入元素操作：将新元素x 插入到单链表中第i 个元素之后；（3）删除元素操作：删除单链表中值为x 的元素。

【创建操作原理】在单链表的第一个结点之前附设一个结点，称之为头结点。

头结点的数据域可以不存储任何信息，也可以存储线性表的长度等的附加信息，头结点的指针域存储指向第一个结点的指针（即第一个元素结点的存储位置）。

【插入操作原理】为插入数据元素x ，首先要生成一个数据域为x 的结点，然后插入在单链表中。

根据插入操作的逻辑定义，还需要修改结点a 中的指针域，令其指向结点x ，而结点x 中的指针域应指向结点b ，从而实现3个元素a 、b 和x 之间逻辑关系的变化。

假设s 为指向结点x 的指针，则上述指针修改用语描述即为：s ;next p next ->=-> s p next ->=【删除操作原理】反之，在线性表中删除元素b 时，为在单链表中实现元素a 、b 和c 之间逻辑关系的变化，仅需要修改结点a 中的指针域即可。

假设p 为指向结点a 的指针，则上述指针修改用语描述即为：;p next p next next ->=->->【NO.2代码】#include<stdio.h>#include<malloc.h>typedef struct node //定义链表{int data;struct node *next;}snode;snode* creat() //创建链表的函数{snode *head, *p, *q;head = (snode *)malloc(sizeof(snode));p = head;int x;printf("请输入创建链表的值，用“0”结束输入。

\n"); printf("x = ");scanf("%d", &x);while (x != 0){q = (snode *)malloc(sizeof(snode));q->data = x;p->next = q;p = q;printf("x = ");scanf("%d", &x);}p->next = NULL;return head;}int length(snode *head)//测链表的结点数{int i = 0;snode *p = head->next;while (p != NULL){p = p->next;i++;}return i;}void display(snode *head){snode *p = head->next;for(int i = 0; i < length(head); i++){printf("%4d", p->data);p = p->next;}printf(" ");}int locate(snode *head, int x){snode *p = head->next;int i = 1;while (p != NULL && x != p->data){p = p->next;i++;}if (p == NULL)return 0;elsereturn i;}int insnode(snode *head, int x, int i) //把x插入到链表的第i的位置{int j;snode *p = head->next, *s;if(i < 1 || i > (length(head) + 1))return 0;else if (i == 1){s = (snode *)malloc(sizeof(snode));s->next = p;head->next = s;s->data = x;}else{for (j = 1; j < i - 1; j++)p = p->next;s = (snode *)malloc(sizeof(snode));s->next = p->next;p->next = s;s->data = x;}return 1;}int delnode(snode *head, int i)//删除链表中第i个结点{snode *p = head->next, *q = head;if(i < 1 || i > length(head))return 0;else if (i == 1){head->next = p->next;free(p);}else{for (int j = 1; j < i; j++){p = p->next; q = q->next;}q->next = p->next;free(p);}return 1;}void sort(snode *head) //把链表中每个结点的值按从小到大排列{snode *p, *q;int k;for(p = head->next; p != NULL; p = p->next)for(q = p->next; q != NULL; q = q->next)if (p->data > q->data){k = p->data;p->data = q->data;q->data = k;}}void insert(snode *head, int x) //在有序链表中插入x,插入后仍保持有序{snode *p = head->next, *s, *q = head;while (p != NULL && p->data < x){q = q->next;p = p->next;}s = (snode *)malloc(sizeof(snode));s->next = q->next;s->data = x;q->next = s;}void del_min_max(snode *head, int min, int max) //删除有序链表中值min到值max中的结点{snode *p = head->next, *q = head;while (p != NULL && p->data <= min){q = p;p = p->next;}while (p != NULL && p->data < max){q->next = p->next;free(p);p = q->next;}}void del_min(snode *head){snode *p = head->next, *q = head;snode *p_min, *q_min;p_min = p;q_min = q;while (p != NULL){q = p; p = p->next;if (p != NULL && p->data < p_min->data) {q_min = p_min;p_min = p;}}q_min->next = p_min->next;free(p_min);}int main(){int min, max;snode *headl = creat(); //创建链表printf("最初的链表如下：");display(headl);printf("\n\n");int num, location;printf("请输入您要查找的数：");scanf("%d", &num);if (locate(headl, num))printf("数字%d在链表中的位置为：%d\n\n", num, locate(headl, num));elseprintf("数字%d在链表中不存在!\n\n", num);printf("请分别输入您要插入到链表中的数以及想插入的位置（用空格号间隔开）：");scanf("%d %d", &num, &location);if (insnode(headl, num, location)){printf("插入新值以后的链表如下：");display(headl);printf("\n\n");}else printf("输入有误!\n\n");printf("请输入您想删除的结点位置：");scanf("%d", &location);if (delnode(headl, location)){printf("删除第%d个结点后的链表如下：", location); display(headl);printf("\n\n");}elseprintf("输入有误! \n\n");}【运行截图演示】①、如下面的运行截图所示，创建带有头结点且长度为8的单链表：4、8、2、-4、-6、1、9、-1。