南邮数据结构上机实验四内排序算法的实现以及性能比较
实验报告
（2015 / 2016学年第二学期）
课程名称数据结构A
实验名称内排序算法的实现以及性能比较
实验时间2016 年 5 月26 日
指导单位计算机科学与技术系
指导教师骆健
学生姓名耿宙班级学号B14111615
学院(系) 管理学院专业信息管理与信息系统
——
实习题名:内排序算法的实现及性能比较
班级 B141116 姓名耿宙学号 B14111615 日期2016.05.26 一、问题描述
验证教材的各种内排序算法，分析各种排序算法的时间复杂度；改进教材中的快速排序算法，使得当子集合小于10个元素师改用直接插入排序；使用随即数发生器产生大数据集合，运行上述各排序算法，使用系统时钟测量各算法所需的实际时间，并进行比较。系统时钟包含在头文件“time.h”中。
二、概要设计
文件Sort.cpp中包括了简单选择排序SelectSort()，直接插入排序InsertSort()，冒泡排序BubbleSort()，两路合并排序Merge()，快速排序QuickSort()以及改进的快速排序GQuickSort()六个内排序算法函数。主主函数main的代码如下图所示：
三、详细设计
1.类和类的层次设计
在此次程序的设计中没有进行类的定义。程序的主要设计是使用各种内排序算法对随机
生成的数列进行排列，并进行性能的比较，除此之外还对快速排序进行了改进。下图为主函
数main的流程图：
——
main()
2.核心算法
1)简单选择排序：
简单选择排序的基本思想是：第1趟，在待排序记录r[1]~r[n]中选出最小的记录，将它与r[1]交换；第2趟，在待排序记录r[2]~r[n]中选出最小的记录，将它与r[2]交换；以此类推，第i趟在待排序记录r[i]~r[n]中选出最小的记录，将它与r[i]交换，使有序序列不断增长直到
全部排序完毕。
2)直接插入排序：
插入排序的思想是将一组无序的元素分别插入一个已经有序的的数组里，并保证插入后的数组也是有序的。当所有无序组的元素都插入完毕时，一个有序数组构造完成。数组n[1…r]为初始的一个无序数组（为了直观起见，我们这里设定数组从1开始，而不是0），则n[1]默认为只有一个元素的有序数组，n[2]插入只有n[1]构成的有序数组中，则此时有序数组的元素数量变为2。以此类推，到第i个元素时，前i-1个元素已经是有序的，此时只需将第i个元素插入到有序数组中并使之保持有序。如此直至最后一个元素插入完毕，整个插入排序完成。
3)冒泡排序：
冒泡排序每遍历一次数组，便将最大的元素放到数组最后边。下次遍历将次大的元素放到数组倒数第二位，依次类推，直至将最小的元素放到最前边，此时冒泡排序完成。
4)快速排序：
快速排序是采用了分而治之的思想，但与合并排序有所不同的是快速排序先“工作”（这里是分割或partition），再递归。快速排序的主要思想是保证数组前半部分小于后半部分的元素，然后分别对前半部分和后半部分再分别进行排序，直至所有元素有序。
5)两路合并排序
两路合并排序算法的基本思想是：将待排序元素平分成大小大致相同的两个子序列，然后对每个子序列分别使用递归的方法进行两路合并排序，直到子序列长度变为1，最后利用合并算法将得到的已排序好的两个子序列合并成一个有序的序列。两路合并排序算法的核心部分是将子问题的解组合成原问题解得合并操作。常用的操作是新建一个序列，序列的大小等于要合并的两个子序列的长度之和。比较两个子序列中的最小值，输出其中较小者到新建的序列中，重复此过程直到其中一个子序列为空。如果另一个子序列中还有元素未输出，则将剩余元素依次输出到新建序列中即可。最终得到一个有序序列。
此外还对快速排序进行了改进，改进算法流程图如下所示：
GQuickSort () 四、程序代码
template
void GQuickSort(T A[],int n) //改进的快速排序{
GQSort(A,0,n-1);
}
template
void GQSort(T A[],int left,int right)
{
int i,j;
——
if(right>=9)
{
if(left { i=left; j=right+1; do { do i++;while (A[i] do j--;while (A[j]>A[left]); if(i Swap(A[i],A[j]); }while(i Swap(A[left],A[j]); QSort(A,left,j-1); QSort(A,j+1,right); } } else { InsertSort(A,right-left+1); return ; } } 五、测试和调试 1.测试用例和结果 测试结果如下图 1)生成随机数据 2)简单选择排序及其所需时间 3)直接插入排序及其所需时间 4)冒泡排序及其所需时间 5)快速排序及其所需时间 6)改进快速排序及其所需时间 7)两路合并排序及其所需时间 2.结果分析 简单选择排序的最好、最坏的平均情况的时间复杂度都为O(n2),是不稳定的排序方法；直接插入排序的最好情况的时间复杂度为O(n)，最坏情况的时间复杂度为O(n2)；冒泡排序最好情况的时间复杂度为O(n)，最坏情况的时间复杂度为O(n2)，是稳定的排序方法；快速排序最好情况的时间复杂度为O(n2)，最坏情况的时间复 杂度为O(nlog2n)，是不稳定的排序方法；两路合并排序的时间复杂度为O(nlog2n)，是稳定的排序方法。 六、实习小结 在这次实验中,我们对内部排序算法进行了比较以及性能分析,通过这次实验,我们加深 了对内部排序算法的理解,对内部排序算法的基本运算的实现有所掌握,对课本中所学的各种数据结构进一步理解和掌握,学会了如何把学到的知识用于解决实际问题,锻炼了自己动手的能力。 通过这次实验，我明白了，没有总是最好的排序方法。对于一般列表，快速排序、希的性能较好。通过本次实验，我深刻体会到问题解决方案的重要性，算法效率分析的必要性。法时。 —— 附录： #include #include #include template void Swap(T &a,T &b) { T temp=a; a=b; b=temp; } template void SelectSort(T A[],int n) //简单选择排序 { int small; for(int i=0;i { small=i; for(int j=i+1;j if(A[j] small=j; Swap(A[i],A[small]); } } template void InsertSort(T A[],int n) //直接插入排序 { for(int i=1;i { int j=i; T temp=A[j]; while(j>0&&temp { A[j]=A[j-1]; j--; } A[j]=temp; } } template void BubbleSort(T A[],int n) //冒泡排序 { int i,j,last; —— i=n-1; while(i>0) { last=0; for(j=0;j if(A[j+1] { Swap(A[j],A[j+1]); last=j; } i=last; } } template void QuickSort(T A[],int n) //快速排序 { QSort(A,0,n-1); } template void QSort(T A[],int left,int right) { int i,j; if(left { i=left; j=right+1; do { do i++;while (A[i] do j--;while (A[j]>A[left]); if(i Swap(A[i],A[j]); }while(i Swap(A[left],A[j]); QSort(A,left,j-1); QSort(A,j+1,right); } } template void GQuickSort(T A[],int n) //改进的快速排序 { GQSort(A,0,n-1); } template —— void GQSort(T A[],int left,int right) { int i,j; if(right>=9) { if(left { i=left; j=right+1; do { do i++;while (A[i] do j--;while (A[j]>A[left]); if(i Swap(A[i],A[j]); }while(i Swap(A[left],A[j]); QSort(A,left,j-1); QSort(A,j+1,right); } } else { InsertSort(A,right-left+1); return ; } } template void Merge(T A[],int i1,int j1,int i2,int j2) //两路合并排序 { T* Temp=new T[j2-i1+1]; int i=i1,j=i2,k=0; while(i<=j1&&j<=j2) { if(A[i]<=A[j]) Temp[k++]=A[i++]; else Temp[k++]=A[j++]; } while (i<=j1) Temp[k++]=A[i++]; while(j<=j2) Temp[k++]=A[j++]; for(i=0;i A[i1++]=Temp[i]; —— delete[] Temp; } template void MergeSort(T A[],int n) { int i1,j1,i2,j2; int size=1; while(size { i1=0; while(i1+size { i2=i1+size; j1=i2-1; if(i2+size-1>n-1) j2=n-1; else j2=i2+size-1; Merge(A,i1,j1,i2,j2); i1=j2+1; } size*=2; } } int main() { clock_t start,finish; srand(time(NULL)); int n=1000; int *a=new int[n]; int *b=new int[n]; int *c=new int[n]; int *d=new int[n]; int *e=new int[n]; int *f=new int[n]; cout<<"待排序序列为:"< for(int i=0;i { a[i]=rand()%91; cout< b[i]=a[i]; c[i]=a[i]; d[i]=a[i]; e[i]=a[i]; f[i]=a[i]; } cout< start=clock(); SelectSort(a,n); cout<<"经过简单选择排序后的序列为:"< for(i=0;i cout< cout< finish=clock(); cout<<"开始时间为:"< start=clock(); InsertSort(b,n); cout<<"经过直接插入排序后的序列为:"< for(i=0;i cout< cout< finish=clock(); cout<<"开始时间为:"< start=clock(); BubbleSort(c,n); cout<<"经过冒泡排序后的序列为:"< for(i=0;i cout< cout< finish=clock(); cout<<"开始时间为:"< start=clock(); QuickSort(d,n); cout<<"经过快速排序后的序列为:"< for(i=0;i cout< cout< finish=clock(); cout<<"开始时间为:"< start=clock(); MergeSort(e,n); cout<<"经过两路合并排序后的序列为:"< for(i=0;i cout< cout< finish=clock(); cout<<"开始时间为:"< start=clock(); GQuickSort(f,n); cout<<"经过改进后的快速排序后的序列为:"< for(i=0;i cout< cout< finish=clock(); cout<<"开始时间为:"< return 0; } 实验2 查找算法的实现和应用?实验目的 1. 熟练掌握静态查找表的查找方法； 2. 熟练掌握动态查找表的查找方法; 3. 掌握hash表的技术. ?实验内容 1.用二分查找法对查找表进行查找； 2.建立二叉排序树并对该树进行查找； 3.确定hash函数及冲突处理方法，建立一个hash表并实现查找。 程序代码 #include cout<<"Not present!"; } return 0; } 结果 二叉排序树 #include 数据结构上机实验报告 学院：电子工程学院 专业：信息对抗技术 姓名： 学号： 教师：饶鲜日期： 目录 实验一线性表................................................. - 4 - 一、实验目的................................................ - 4 - 二、实验代码................................................ - 4 - 三、实验结果............................................... - 14 - 四、个人思路............................................... - 15 -实验二栈和队列.............................................. - 15 - 一、实验目的............................................... - 15 - 二、实验代码............................................... - 16 - 三、实验结果............................................... - 24 - 四、个人思路............................................... - 25 -实验三数组.................................................. - 26 - 一、实验目的............................................... - 26 - 二、实验代码............................................... - 26 - 三、实验结果............................................... - 28 - 四、个人思路............................................... - 28 -实验四树.................................................... - 29 - 一、实验目的............................................... - 29 - 二、实验代码............................................... - 29 - 实验报告 （2015 / 2016学年第二学期） 课程名称数据结构A 实验名称二叉树的基本操作及哈夫曼编码译码系统的实现 实验时间2016 年 4 月14 日 指导单位计算机科学与技术系 指导教师骆健 学生姓名班级学号 学院(系) 管理学院专业信息管理与信息系统 实习题名:二叉树的基本操作 班级姓名学号日期2016.04.14 一、问题描述 设计递归算法，实现下列二叉树运算：删除一棵二叉树、求一棵二叉树的高度、求一棵二叉树中叶子结点数、复制一棵二叉树、交换一棵二叉树的左右子树。设计算法，按自上到下，从左到右的顺序，按层次遍历一棵二叉树。设计main函数，测试上述每个运算。 二、概要设计 文件tree.cpp中在该文件中定义二叉树的链式存储结构，用队列实现二叉树的层次遍历，并且编写实现二叉树的各种基本操作函数。其中包括结点类BTNode，循环队列类SeqQueue，二叉树类BinaryTree。主函数main的代码如图所示。 三、详细设计 1.类和类的层次设计 程序定义了循环队列SeqQueue类和二叉树BinaryTree类。SeqQueue类主要是用队列实现，层次遍历。运用后序遍历思想，把树分解为左右子树和跟结点再进行左右交换并计算树的高度，最后删除二叉树。 （a ）循环队列类 （b ）二叉树类 2. 核心算法 程序利用循环队列SeqQueue 类通过不断出队并输出节点的值，将左右孩子入队直到队列为空实现二叉树的层次遍历。并运用后序遍历思想，将二叉树树分解为左右子树和根结点，利用(p -> lChild)和(p -> rChild)计算结点数目，并通过交换结点的左右子树实现左右交换，计算树的高度，最后删除二叉树。核心算法主要是二叉树BinaryTree 类中的High ，Node_num ，Exchange ，Level_traversal 四个函数，其设计流程图如下： SeqQueue -int front, rear; -int maxSize; -BTNode 数据结构实验报告 一．题目要求 1）编程实现二叉排序树，包括生成、插入，删除； 2）对二叉排序树进行先根、中根、和后根非递归遍历； 3）每次对树的修改操作和遍历操作的显示结果都需要在屏幕上用树的形状表示出来。 4）分别用二叉排序树和数组去存储一个班(50人以上)的成员信息(至少包括学号、姓名、成绩3项),对比查找效率，并说明在什么情况下二叉排序树效率高,为什么? 二．解决方案 对于前三个题目要求，我们用一个程序实现代码如下 #include 数据结构实验报告全集 实验一线性表基本操作和简单程序 1．实验目的 （1）掌握使用Visual C++ 6.0上机调试程序的基本方法； （2）掌握线性表的基本操作：初始化、插入、删除、取数据元素等运算在顺序存储结构和链表存储结构上的程序设计方法。 2．实验要求 （1）认真阅读和掌握和本实验相关的教材内容。 （2）认真阅读和掌握本章相关内容的程序。 （3）上机运行程序。 （4）保存和打印出程序的运行结果，并结合程序进行分析。 （5）按照你对线性表的操作需要，重新改写主程序并运行，打印出文件清单和运行结果 实验代码： 1）头文件模块 #include iostream.h>//头文件 #include nodetype *create()//建立单链表，由用户输入各结点data域之值，//以0表示输入结束 { elemtype d;//定义数据元素d nodetype *h=NULL,*s,*t;//定义结点指针 int i=1; cout<<"建立一个单链表"< 班级：：学号： 实验一线性表的基本操作 一、实验目的 1、掌握线性表的定义； 2、掌握线性表的基本操作，如建立、查找、插入和删除等。 二、实验容 定义一个包含学生信息（学号，，成绩）的顺序表和链表（二选一），使其具有如下功能： (1) 根据指定学生个数，逐个输入学生信息； (2) 逐个显示学生表中所有学生的相关信息； (3) 根据进行查找，返回此学生的学号和成绩； (4) 根据指定的位置可返回相应的学生信息（学号，，成绩）； (5) 给定一个学生信息，插入到表中指定的位置； (6) 删除指定位置的学生记录； (7) 统计表中学生个数。 三、实验环境 Visual C++ 四、程序分析与实验结果 #include typedef int Status; // 定义函数返回值类型 typedef struct { char num[10]; // 学号 char name[20]; // double grade; // 成绩 }student; typedef student ElemType; typedef struct LNode { ElemType data; // 数据域 struct LNode *next; //指针域 }LNode,*LinkList; Status InitList(LinkList &L) // 构造空链表L { L=(struct LNode*)malloc(sizeof(struct LNode)); L->next=NULL; return OK; 数据结构实验报告 一．顺序表 要求：实现顺序表的初始化、在指定位置插入和删除元素。 算法思路：线性表的顺序表示指的是用一组地址连续的存储单元依次存储线性表的数据元素。顺序表的初始化操作就是为顺序表分配一个预定义大小的空间，并将线性表的当前长度设为“0”。线性表的插入操作是在线性表的第i-1个数据元素和第i个元素之间插入新的数据元素，使得长度为n的线性表变成长度为n+1的线性表，而删除恰好相反长度变为n-1的线性表，而且删除点后面的元素要往前移动一个位。 程序代码： #include for(i=0;i 数据结构(C语言版) 实验报告 专业班级学号姓名 实验1 实验题目：单链表的插入和删除 实验目的： 了解和掌握线性表的逻辑结构和链式存储结构，掌握单链表的基本算法及相关的时间性能分析。 实验要求： 建立一个数据域定义为字符串的单链表，在链表中不允许有重复的字符串；根据输入的字符串，先找到相应的结点，后删除之。 实验主要步骤： 1、分析、理解给出的示例程序。 2、调试程序，并设计输入数据（如：bat，cat，eat，fat，hat，jat，lat，mat，#），测 试程序的如下功能：不允许重复字符串的插入；根据输入的字符串，找到相应的结点并删除。 3、修改程序： （1）增加插入结点的功能。 （2）将建立链表的方法改为头插入法。 程序代码: #include"" #include"" #include"" #include"" typedef struct node . . 示意图： head head head 心得体会： 本次实验使我们对链表的实质了解更加明确了，对链表的一些基本操作也更加熟练了。另外实验指导书上给出的代码是有一些问题的，这使我们认识到实验过程中不能想当然的直接编译执行，应当在阅读并完全理解代码的基础上再执行，这才是实验的意义所在。 实验2 实验题目：二叉树操作设计和实现 实验目的： 掌握二叉树的定义、性质及存储方式，各种遍历算法。 实验要求： 采用二叉树链表作为存储结构，完成二叉树的建立，先序、中序和后序以及按层次遍历 的操作，求所有叶子及结点总数的操作。 实验主要步骤： 1、分析、理解程序。 2、调试程序，设计一棵二叉树，输入完全二叉树的先序序列，用#代表虚结点（空指针）， 如ABD###CE##F##，建立二叉树，求出先序、中序和后序以及按层次遍历序列，求 所有叶子及结点总数。 实验代码 #include"" #include"" #include"" #define Max 20 ertex=a; irstedge=NULL; irstedge; G->adjlist[i].firstedge=s; irstedge; R[i] 留在原位 长春大学计算机学院网络工程专业 数据结构实验报告 实验名称：实验二栈和队列的操作与应用 班级：网络14406 姓名：李奎学号：041440624 实验地点：日期： 一、实验目的： 1．熟练掌握栈和队列的特点。 2．掌握栈的定义和基本操作，熟练掌握顺序栈的操作及应用。 3．掌握链队的入队和出队等基本操作。 4．加深对栈结构和队列结构的理解，逐步培养解决实际问题的编程能力。 二、实验内容、要求和环境： 注：将完成的实验报告重命名为：班级+学号+姓名+（实验二），（如：041340538张三（实验二）），发邮件到：ccujsjzl@https://www.wendangku.net/doc/3216041614.html,。提交时限：本次实验后24小时之内。 阅读程序，完成填空，并上机运行调试。 1、顺序栈，对于输入的任意一个非负十进制整数，打印输出与其等值的八进制数 (1)文件SqStackDef. h 中实现了栈的顺序存储表示 #define STACK_INIT_SIZE 10 /* 存储空间初始分配量*/ #define STACKINCREMENT 2 /* 存储空间分配增量*/ typedef struct SqStack { SElemType *base; /* 在栈构造之前和销毁之后，base 的值为NULL */ SElemType *top; /* 栈顶指针*/ int stacksize; /* 当前已分配的存储空间，以元素为单位*/ }SqStack; /* 顺序栈*/ (2)文件SqStackAlgo.h 中实现顺序栈的基本操作（存储结构由SqStackDef.h 定义） Status InitStack(SqStack &S) { /* 构造一个空栈S */ S.base=(SElemType *)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(SElemType)); if(!S.base) exit(OVERFLOW); /* 存储分配失败*/ S.top=S.base; S.stacksize=STACK_INIT_SIZE; return OK; } int StackLength(SqStack S) { // 返回S 的元素个数，即栈的长度, 编写此函数 《数据结构》课程上机实验指导书 实验一 【实验名称】顺序表的基本算法 【实验目的】 创建一个顺序表，掌握线性表顺序存储的特点。设计和验证顺序表的查找、插入、删除算法。 【实验要求】 （1）从键盘读入一组整数，按输入顺序形成顺序表。并将创建好的顺序表元素依次打印在屏幕上。 设计一个带选择菜单的主函数，菜单中具备任意选择删除、插入、查找数据元素（2）的功能。 当选择删除功能时，从键盘读入欲删除的元素位置或元素值，按指定方式删除；3（）当选择插入功能时，从键盘读入新元素值和被插入位置，在指定位置插入；当选择查找功能时，从键盘读入欲查找的元素值，返回其位置序号。 （4）每种操作结束后，都能在屏幕上打印出此时顺序表元素的遍历结果。 【实验步骤】、实验前先写好算法。1 上机编写程序。2、编译。3、调试。4、 综合实例！，2-62-8！带菜单的主函数参考书上2.5，，，书上参考算法例程：2-12-42-5注意：顺序表的结构体！typedef struct { datatype items[listsize]; int length; }SpList; 实验二 【实验名称】单链表的基本算法 【实验目的】 创建一个单链表，掌握线性表链式存储的特点。设计和验证链表的查找、插入、删除、求表长的算法。【实验要求】 （1）从键盘读入一组整数，按输入顺序形成单链表。并将创建好的单链表元素依次打印在屏幕上。（注意：选择头插法或者尾插法！） 设计一个带选择功能菜单的主函数，菜单中至少具备任意选择删除、插入、查找（2）数据元素，和求单链表表长等几项功能。 当选择删除功能时，从键盘读入欲删除的元素位置，按指定位置删除；当选择插）（3入功能时，从键盘读入新元素值和被插入位置，在指定位置插入；当选择查找功能时，从键盘读入欲查找的元素值，返回其位置序号；当选择求表长功能时，返回该单链表表长的数值。 （4）每种操作结束后，都能在屏幕上打印出此时单链表元素的遍历结果。 【实验步骤】、实验前先写好算法。1 、上机编写程序。2 编译。3、调试。4、 综合实例！！带菜单的主函数参考书上，2-132-15，2-172.5，，书上参考算法例程：2-102-12 另外，注意，指针的初始化！指针的操作必须谨慎！链表的结构体如下：typedef struct Node { Datatype ch; struct Node *next; }LNode, *Pnode, *Linklist; 实验三 1.1实验步骤 随着计算机性能的提高，它所面临的软件开发的复杂度也日趋增加，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实际中真正的软件系统，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验的5个步骤： 1、问题分析和任务定义 通常，实验题目的陈述比较简洁，或者说有模棱两可的含义。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，解决问题的关键是什么。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输入的数据。 2．数据类型和算法设计 在设计这一步骤中需分概要设计和详细设计两步实现。概要设计指的是，对问题分析中提出的解决问题的关键点进行进一步阐述，提出问题的解决方案（算法思想）；详细设计中首先对概要设计中涉及的操作对象定义相应的数据类型，并在具体的存储结构下描述关键问题解决过程；同时要综合考虑程序功能，按照以数据结构为中心的原则划分模块，说明各模块的功能，画出模块之间的调用关系图，模块的划分和调用应使得程序结构清晰、合理、简单和易于调试。详细设汁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，定义相应的存储结构并写出各过程和函数的伪码算法。在求精的过程中，应尽量避免陷入语言细节，不必过早表述辅助数据结构和局部变量。 3．编码实现和静态检查 编码是把详细设计的结果进一步求精为程序设计语言程序。如何编写程序才能较快地完成调试是特别要注意的问题。程序的每行不要超过60个字符。每个过程（函数）体一般不要超过40行，最长不得超过60行，否则应该分割成较小的过程（函数）。要控制if语句连续嵌套的深度，分支过多时应考虑使用switch语句。对函数功能和重要变量进行注释。一定要按格式书写程序，分清每条语句的层次，对齐括号，这样便于发现语法错误。 在上机之前，应该用笔在纸上写出详细的程序编码，并做认真地静态检查。多数初学者在编好程序后处于以下两种状态之一：一种是对自己的“精心作品”的正确性确信不疑；另一种是认为上机前的任务已经完成，纠查错误是上机的工作。这两种态度是极为有害的。对一般的程序设计者而言，当编写的程序长度超过50行时，通常会含有语法错误或逻辑错误。上机动态调试决不能代替静态检查，否则调试效率将是极低的。静态检查主要有两种方法，一是用一组测试数据手工执行程序（通常应先检查单个模块）；二是通过阅读或给别人讲解自己的程序而深入全面地理解程序逻辑，在这个过程中再加入一些注解。 4．上机准备和上机调试 上机准备包括以下几个方面： （1）熟悉C语言用户手册或程序设计指导书。 （2）注意Turbo C、VC与标准C语言之间的细微差别。 （3）熟悉机器的操作系统和语言集成环境的用户手册，尤其是最常用的命令操作，以便顺利进行上机的基本活动。 （4）掌握调试工具，考虑调试方案，设计测试数据并手工得出正确结果。“磨刀不误砍柴工”。学生应该熟练运用高级语言的单步调试和程序调试器DEBUG调试程序。 《数据结构》实验报告 实验序号：1 实验项目名称：概论 附源程序清单： 1. #include 2. #include 《数据结构实验指导书》答案 实验一： 1、请编写函数int fun(int *a, int *b),函数的功能是判断两个指针a和b所指存储单元的值 的符号是否相同；若相同函数返回1，否则返回0。这两个存储单元中的值都不为0。在主函数中输入2个整数、调用函数fun、输出结果。 #include 数fun、输出结果。 #define N 10 #include 实验1: 顺序表的操作实验 一、实验名称和性质 二、实验目的 1．掌握线性表的顺序存储结构的表示和实现方法。 2．掌握顺序表基本操作的算法实现。 3．了解顺序表的应用。 三、实验内容 1．建立顺序表。 2．在顺序表上实现插入、删除和查找操作（验证性内容）。 3．删除有序顺序表中的重复元素（设计性内容）。 4．完成一个简单学生成绩管理系统的设计（应用性设计内容）。 四、实验的软硬件环境要求 硬件环境要求： PC机（单机） 使用的软件名称、版本号以及模块： Windows环境下的VC++6.0 五、知识准备 前期要求熟练掌握了C语言的编程规则、方法和顺序表的基本操作算法。 六、验证性实验 1．实验要求 编程实现如下功能： （1）根据输入顺序表的长度n和各个数据元素值建立一个顺序表，并输出顺序表中各元素值，观察输入的内容与输出的内容是否一致。 （2）在顺序表的第i个元素之前插入一个值为x的元素，并输出插入后的顺序表中各元素值。 （3）删除顺序表中第i个元素，并输出删除后的顺序表中各元素值。 （4）在顺序表中查找值为e的数据元素，如果查找成功，则显示“查找成功”和该元素在顺序表中的位置，否则显示“查找失败”。 2. 实验相关原理： 线性表的顺序存储结构称为顺序表，顺序表的存储结构描述为： #define MAXLEN 30 /*线性表的最大长度*/ typedefstruct { Elemtypeelem[MAXLEN]; /*顺序表中存放元素的数组，其中elemtype为抽象数据类型，在程序 具体实现时可以用任意类型代替*/ int length; /*顺序表的长度，即元素个数*/ }Sqlist; /*顺序表的类型*/ 【核心算法提示】 1．顺序表插入操作的基本步骤：要在顺序表中的第i个数据元素之前插入一个数据元素x,首先要判断插入位置i是否合法，假设线性表的表长为n，则i的合法值范围：1≤i≤n+1，若是合法位置，就再判断顺序表是否满，如果满，则增加空间或结束操作，如果不满，则将第i个数据元素及其之后的所有数据元素都后移一个位置，此时第i个位置已经腾空，再将待插入的数据元素x插入到该位置上，最后将线性表的表长增加1。 2．顺序表删除操作的基本步骤：要删除顺序表中的第i个数据元素，首先仍然要判断i 的合法性，i 的合法范围是1≤i≤n，若是合法位置，则将第i个数据元素之后的所有数据元素都前移一个位置，最后将线性表的表长减1。 3．顺序表查找操作的基本步骤：要在顺序表中查找一个给定值为e的数据元素，则可以采用顺序查找的方法，从顺序表中第1个数据元素开始依次将数据元素值与给定值e进行比较，若相等则查找成功，函数返回该数据元素在顺序表中的位置，若顺序表中所有元素都与给定值e不相片，则查找失败，函数返回0值。 【核心算法描述】 status Sqlist_insert(Sqlist&L,inti,Elemtypex) /*在顺序表L中第i个元素前插入新元素x*/ {if (i<1||i>L.length+1) return ERROR; /*插入位置不正确则出错*/ if (L.length>=MAXLEN) return OVERFLOW; /*顺序表L中已放满元素，再做插入操作则溢出*/ for(j=L.length-1;j>=i-1;j--) L.elem[j+1]=L.elem[j];/*将第i个元素及后续元素位置向后移一位*/ L.elem[i-1]=x; /*在第i个元素位置处插入新元素x*/ L.length++; /*顺序表L的长度加1*/ return OK; } status Sqlist_delete(Sqlist&L,inti,Elemtype&e) /*在顺序表L中删除第i个元素*/ {if (i<1||i>L.length)return ERROR; /*删除位置不正确则出错*/ for(j=i;j<=L.length-1;j++) L.elem[j-1]=L.elem[j]; /*将第i+1个元素及后继元素位置向前移一位*/ L.length--; /*顺序表L的长度减1*/ return OK； } int Sqlist_search(SqlistL,Elemtype x) /* 在顺序表中查找值为x的元素，如果找到，则函数返回该元素在顺序表中的位置，否则返回0*/ 实验报告 （2015 / 2016 学年第一学期） 课程名称数据结构 实验名称图的基本运算及飞机换乘次数最少问题 实验时间2015 年12 月 4 日 指导单位计算机科学与技术系 指导教师黄海平 学生姓名陈明阳班级学号Q14010119 学院(系) 贝尔英才专业信息科技强化班 实验报告 实验名称图的基本运算及飞机换乘次数最少问题指导教师黄海平 实验类型验证实验学时 4 实验时间12.4 一、实验目的和要求 飞机最少换乘次数问题。 （1）设有n个城市，编号为0~n-1，m条航线的起点和终点由用户输入提供。寻找一条换乘次数最少的线路方案。 （2）参考：可以使用有向图表示城市间的航线；只要两城市间有航班，则图中这两点间存在一条权值为1的边；可以使用Dijkstra算法实现。 二、实验环境(实验设备) VSUAL STUDIO2015 三、实验原理及内容 对象视图： 源代码： Graph.h #include 班级: 姓名: 学号: 实验一线性表的基本操作 一、实验目的 1、掌握线性表的定义; 2、掌握线性表的基本操作,如建立、查找、插入与删除等。 二、实验内容 定义一个包含学生信息(学号,姓名,成绩)的顺序表与链表(二选一),使其具有如下功能: (1) 根据指定学生个数,逐个输入学生信息; (2) 逐个显示学生表中所有学生的相关信息; (3) 根据姓名进行查找,返回此学生的学号与成绩; (4) 根据指定的位置可返回相应的学生信息(学号,姓名,成绩); (5) 给定一个学生信息,插入到表中指定的位置; (6) 删除指定位置的学生记录; (7) 统计表中学生个数。 三、实验环境 Visual C++ 四、程序分析与实验结果 #include { char num[10]; // 学号 char name[20]; // 姓名 double grade; // 成绩 }student; typedef student ElemType; typedef struct LNode { ElemType data; // 数据域 struct LNode *next; //指针域 }LNode,*LinkList; Status InitList(LinkList &L) // 构造空链表L { L=(struct LNode*)malloc(sizeof(struct LNode)); L->next=NULL; return OK; } Status GetElem(LinkList L,int i,ElemType &e) // 访问链表,找到i位置的数据域,返回给 e { LinkList p; p=L->next; 数据结构上机实验（八）图 班级：学号：姓名： 上机时间：地点： 一、实验目的 1.掌握图的各种存储结构，包括邻接矩阵和邻接表等。 2.掌握图的基本运算，包括创建图、输出图、深度优先遍历、广度优先遍历算 法等。 二、实验内容 1．实现图的相关运算，并在此基础上设计一个主程序完成如下功能： （以P234图8.26所示的有向图G为例） （1）建立如图8.26所示的有向图G的邻接矩阵并输出； （2）由有向图G的邻接矩阵产生邻接表并输出； （3）再由（2）的邻接表产生对应的邻接矩阵并输出。 2．实现图的遍历运算，并在此基础上设计一个主程序完成如下功能： （以P234图8.26所示的有向图G为例） （1）输出如图8.26所示的有向图G从顶点0开始的深度优先遍历序列（递归算法）； （2）输出如图8.26所示的有向图G从顶点0开始的深度优先遍历序列（非递归算法）； （3）输出如图8.26所示的有向图G从顶点0开始的广度优先遍历序列。 三、实验过程 1．了解常用函数所在的头文件 stdlib.h stdlib 头文件里包含了C语言的一些函数 该文件包含了的C语言标准库函数的定义 stdlib.h里面定义了五种类型、一些宏和通用工具函数。类型例如size_t、wchar_t、div_t、ldiv_t和lldiv_t；宏例如EXIT_FAILURE、EXIT_SUCCESS、RAND_MAX 和MB_CUR_MAX等等；常用的函数如malloc()、calloc()、realloc()、free()、system()、atoi()、atol()、rand()、srand()、exit()等等。具体的内容你自己可以打开编译器的include目录里面的stdlib.h头文件看看。 conio.h conio.h不是C标准库中的头文件。 conio是Console Input/Output（控制台输入输出）的简写，其中定义了通过控制台进行数据输入和数据输出的函数，主要是一些用户通过按键盘产生的对应操作，比如getch()函数等等。 &表示引用传递。在函数参数表中，出现带&这个的形参，表示引用传递。2．程序实现（以下代码仅起参考作用） （1）图的相关运算 #include 数据结构实验
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