数据结构实验学期总结

数据结构实验学期总结摘要：本学期我完成的主要实验任务有：裴波那锲序列、约瑟夫环、表达式求值、赫夫曼编码文档内容：本学期以来，我所完成的所有实验及其总结，分别包括实验名称、实验目的及要求、实验主要内容、实验结果结论、实验分析，还有我对该课程学习总结和建议。

关键字：数据结构实验总结数组链表栈二叉树实验一实验名称：裴波那锲序列实验目的及要求：1. 熟悉开发工具的编程环境。

2. 体会算法和程序的不同。

3. 学习用不同算法实现同一程序功能，并能熟练编程实现。

4. 学习分析算法。

对比不同算法实现的效率有何不同，所占空间有何不同。

对比不同算法的优点和缺点实验主要内容：概要设计和存储结构K阶（k>=2）裴波那契序列的第m项值假设为sum，则： sum(m) =sum(m-1)+sum(m-2)+……+sum(m-k)=sum(m-1)+sum(m-2)+……+sum(m-k)+sum(m-k-1)-sum(m-k-1)=sum(m-1)+[sum(m-2)+……+sum(m-k)+sum(m-k-1)]-sum(m-k-1)=2*sum(m-1)-sum(m-k-1)所以最后return返回的是2*f(m-1,k)-f(m-k-1,k)，如此便实现了裴波那契序列第m 项的计算。

下面程序段中@语句的时间复杂度为：O(sum)=2(m-k) (m>k) 程序中未曾使用线性表或链表结构主要算法int f(int m,int k){ if(m<=k-1) return 0;else if(m==k+1||m==k) return 1;@ else return (2*f(m-1,k)-f(m-k-1,k)); } //f( )函数实现裴波那契序列实验结果和结论实验分析：通过建立一个f( )函数，用递归的方式来实现第m 项输出的值，本次程序的设计因为采用了递归调用，所以速度相对比非递归要慢了些。

实验二实验通过三组数据的测试，基本实现了实验要求的功能，经过几次的修改后，自己没有再发现什么bug 了，感觉还是很满意的实验名称：约瑟夫环实验目的及要求：通过实习题的上机实践，帮助学生掌握线性表的基本操作在两种存储结构上算法的实现，特别是链表，实验以各类链表的操作和应用作为重点。

采用循环单链表作为存储结构，按照出列的顺序打印出各人的编号实验主要内容：概要设计和存储结构分三个模块：自主定义的二个函数以及一个主函数Creat函数目的在于建立一个循环链表Count是实现本程序所要求的主要功能而主函数main通过依次调用以上函数完成程序Struct huan* creat (int n) 是用于构建一个单循环动态链表，通过malloc 开辟一个结构体结点，在main（）中通过由循环语句for将其连接成一个循环链表struct huan{int num;int data;struct huan *next;}；定义的结构体形式Struct huan* creat (int n) 创建一个单循环链表，目的用来存放人的位置及密码void count(struct huan* head,int n) 实现约瑟夫环的功能 主要算法struct huan* creat(int n){//创建一个单循环链表，目的用来存放人的位置及密码struct huan* head;if((head=(struct huan*)malloc(sizeof(struct huan)))==NULL) return NULL;head->num=n;//可以替换下一句head->data=rand()%100+1;密码随机产生scanf("%d",&head->data);return head;}//creat/*实现出列功能*/void count(struct huan* head,int n){struct huan *p2=head,*p1;for(;p2->next!=head;p2=p2->next);p1=p2->next;int code;printf("\n请输入起始密码:\n");scanf("%d",&code);int pas=code%n;printf("出列次序:\n位置密码\n");while(n>1){if(pas==0) pas=n;for(int i=1;i<pas;p2=p1,p1=p1->next,i++);p2->next=p1->next;printf(" %d\t%d\n",p1->num,p1->data);code=p1->data;free(p1);p1=p2->next;n--;pas=code%n;}printf(" %d\t%d\n",p1->num,p1->data);free(p1);}//count实验结果和结论实验要求完成的功能已经全部完成了，但是对于手动输入密码和随机产生密码这两种功能没能够通过程序选择来完成实验分析：可以看出这一题是考查单链表的应用，而且这一题中的循环单链表是不需要“头结点”的，要注意空表和非空表的界限。

程序运行后要求用户指定初始报数上界值，人数及各人的密码。

可先设n≤30。

实验三实验名称：表达式求值实验目的及要求：通过上机实践掌握队列和栈的顺序存储结构和链式存储结构，以便我们能在相应的应用问题中正确选用它们；掌握栈和队列的特点，即先进后出与先进先出的原则；掌握栈和队列的基本运算，如入栈和出栈、入队与出队等运算在顺序存储结构和链式存储结构上的实现。

以字符序列形式从终端输入语法正确的、不含变量的整数表达式。

利用课本3.2.5节中给出的算符优先关系，实现对算术四则混合运算表达式的求值，并仿照课本上的例子演示在求值过程中运算符栈、运算数栈、输入字符和主要操作的变化过程。

实验主要内容：概要设计和存储结构构建了两个栈OPTR, OPND（OPTR为运算符栈，OPND为运算数栈）typedef struct{ElemType *base;ElemType *top;int stacksize;}Stack;//定义栈类型int IfEmptyStack(Stack S);//判断栈是否为空void InitStack(Stack &S);//构建一个栈void EmptyStack(Stack &S);//栈空时，则返回值void Push(Stack &S, ElemType e); //插入元素e为新的栈顶元素void Pop(Stack &S, ElemType &e); //若栈不空，则删除s的栈顶元素，用e 返回其值void ShowStack(Stack S); //输出计算结果int In(char ch); //判断字符ch是不是运算符char Precede(char a,char b);//判定运算符栈顶运算符a与读入b之间优先权int Operate(int a, char f, int b); //进行二元运算的函数void EvaluateExpression();//算术表达式求值的算符优先算法main函数调用EvaluateExpression，EvaluateExpression嵌套调用以上各函数 主要算法int IfEmptyStack(Stack S) {//判断栈是否为空，是则返回1，否则返回0if(S.base==S.top)return 1;return 0;}void InitStack(Stack &S) {//构建一个空栈sS.base=(ElemType*)malloc(STACK_INIT_SIZE*si zeof(ElemType));S.top=S.base;S.stacksize=STACK_INIT_SIZE ;return ;}void EmptyStack(Stack &S) {//若栈为空，则返回值S.top=S.base; return ;}void Push(Stack &S, ElemType e){//插入元素e为新的栈顶元素if(S.top-S.base>=S.stacksiz e){//栈满，追加存储空间S.base=(ElemType*)realloc(S .base,(S.stacksize+S TACKINCREMENT)*sizeof(ElemT ype));S.top=S.base+S.stacksize;S.stacksize+=STACKINCREMENT ;}*S.top++=e;return ;}//Pushvoid Pop(Stack &S, ElemType &e){//若栈不空，则删除s的栈顶元素，用e返回其值if(S.top==S.base)return ;e=*--S.top;return ;}ElemType GetTop(Stack &S) {//栈不空，返回栈顶元素if(S.top==S.base)return 0;return *(S.top-1);}void ShowStack(Stack S){//输出计算结果ElemType *p=S.base;while(p!=S.top)printf("%d",*p++);return;} int In(char ch){//判断字符ch是不是运算符int res;switch(ch){case '+':case '-':case '*':case '/':case '(':case ')':case '=': res=1;break; default: res=0;break;}return res;}char Precede(char a, char b) {//判定运算符的栈顶运算符a 与读入b之间优先权int i,j;int OP[7][7]={{1,1,-1,-1,-1,1,1},{1,1,-1,-1,-1,1,1},{1,1,1,1,-1,1,1},{1,1,1,1,-1,1,1},{-1,-1,-1,-1,-1,0,2},{1,1,1,1,2,1,1},{-1,-1,-1,-1,-1,2,0}};switch(a){case '+':i=0;break;case '-':i=1;break;case '*':i=2;break;case '/':i=3;break;case '(':i=4;break;case ')':i=5;break;case '=':i=6;break;}switch(b){case '+':j=0;break;case '-':j=1;break;case '*':j=2;break;case '/':j=3;break;case '(':j=4;break;case ')':j=5;break;case '=':j=6;break;}if(OP[i][j]==1)return '>';else if(OP[i][j]==-1)return '<';else if(OP[i][j]==2){ printf("表达式输入错误！\n");system("pause");exit (0);}else if(OP[i][j]==0)return '=';}//Precedeint Operate(int a, char f, int b){//进行二元运算的函数switch(f){case '+': return a+b; case '-': return a-b; case '*': return a*b; case '/': return a/b; }return 0;}//Operatevoid EvaluateExpression() {//算术表达式求值的算符优先算法char c, d[100];int i, f,num, tmpa, tmpb; Stack OPTR, OPND;//OPTR为运算符栈，OPND为运算数栈InitStack(OPTR);InitStack(O PND);Push(OPTR, '=');c=getchar();while(c!='='||GetTop(OPTR)!='='){if(c>='0'&&c<='9'){i=0;do{d[i++]=c;c=getchar();}while(c>='0'&&c<='9');d[i]='\0';num=atoi(d);Push(OPND, num);}//ifelse if(In(c)){switch(Precede(GetTop(OPTR), c)){case '<': Push(OPTR, (int)c);c=getchar(); break; case '=': Pop(OPTR, f);c=getchar(); break;case '>': Pop(OPTR, f);Pop(OPND, tmpb);Pop(OPND, tmpa);Push(OPND, Operate(tmpa, f, tmpb));break;}//switch}//else if}//whilec=getchar();//接收最后输入的一个回车符，否则在主函数中只能输入一次printf("计算结果为: ");ShowStack(OPND);printf("\n");}//EvaluateExpression所有的运算数都定义为整型，运算符定义为字符型实验结果和结论程序在表达式输入错误即括号不相匹配时能够报错了,并结束程序。