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《数据结构》学习指南

《数据结构》学习指南
《数据结构》学习指南

国家精品课程

西北大学《数据结构》学习指南

学习指南

(课程导学)

一、课程的性质与目标

“数据结构”是计算机科学与技术本科各专业的统设必修、学位课程。本课程4学分,理论课72学时,上机实验28学时。

“数据结构”是计算机科学与技术专业的一门重要专业基础课。主要介绍如何合理地组织数据、有效地存储和处理数据、正确有效地设计算法并能对算法的时空性能进行分析和评价。

通过本课程的学习,使学生较深入地理解数据的逻辑结构和物理结构,掌握有关算法和基本的程序设计技能,能编制高效且有一定难度的程序,为学习后续课程奠定基础。

课程以C语言作为数据结构和算法的描述工具。教学环节包括理论教学和上机实验,教学中注重基础,突出应用,强化数据结构基本知识和程序设计基本能力的双基训练。

二、为什么要学习数据结构

在计算机发展的初期,人们使用计算机的目的主要是处理数值计算问题。由于当时所涉及的运算对象是简单的整型、实型或布尔类型数据,所以程序设计者的主要精力是集中于程序设计的技巧上,而无须考虑数据的组织结构。随着计算机应用领域的扩大和软、硬件的发展,非数值计算问题变得越来越重要。据统计,当今处理非数值计算性问题占用了90%以上的机器时间。这类问题涉及到的数据元素之间的相互关系更为复杂。因此,解决这类问题的关键是要设计出合适的组织数据、存储数据的方法,在此基础上设计出处理数据的操作算法,才能有效地解决问题。例如,学生管理信息系统需要将全校各院系、各专业、各年级学生的信息有效地组织到一起,并提供查询、增删、更新、排序等操作。类似的还有图书管理系统、库存管理系统、人力资源管理系统等。另外,在描述各种分类问题时,需要用到树状结构,而更复杂的问题需要用到网状结构或图结构。

综上所述,描述这类非数值计算问题的求解模型不再是数学方程,而是诸如表结构、树结构、图结构之类的数据结构,以及定义在这些数据结构上的有关操作。因此,可以说数据结构课程主要是研究非数值计算的程序设计问题中所出现的操作对象以及它们之间的关系和操作的学科。

数据结构是计算机科学与技术专业的专业基础课,是十分重要的核心课程。所有的计算机系统软件和应用软件都要用到各种类型的数据结构及其相关操作算法。因此,要想更好地运用计算机来解决实际问题,要想有效地使用计算机、充分发挥计算机的性能,需要学习和掌握好数据结构的有关知识。课程中所学习的基本的线性表、树、图等数据结构,以及查找、

排序等算法,是从事计算机技术研究与应用的基本工具。B_树、B+树、散列表等高级数据结构,也是数据库、操作系统、编译原理、计算机网络等后续课程的重要基础。人工智能中的各种知识表示都是以现有数据结构为基础,搜索技术是以栈、队列、优先队列等为基础,人工智能语言是以递归定义的广义表为基础,所以递归处理是其基本方法。所以学好数据结构这门课程,可以为学习计算机专业的后续课程打下坚实基础。

图1表示了本课程在计算机学科中与其他课程的关系。

图1“数据结构与算法”与其他课程的关系

三、数据结构的知识体系

“数据结构与算法”课程介绍基本数据结构、基本算法设计技术、排序、检索和索引技术。常用的基本数据结构包括线性表、栈和队列、串、数组和广义表、树和二叉树、图等,针对每种基本数据结构,分别讨论相应的存储结构和操作算法,并对算法做时间、空间效率分析,介绍时空权衡的原则。基本算法设计技术包括递归法、分治法、回溯法、贪心算法、基于栈和队列的程序设计技术等。常用的经典算法包括各种内部排序算法和查找算法,在介绍算法的时,将深入讨论其时间和空间效率。另外,还将介绍文件管理和外部排序技术,以及有关索引技术。

图2给出了“数据结构与算法”课程的知识体系图。

图2 “数据结构与算法”知识体系图

四、各章的学习目标、重点和难点

1 绪论

1.1 学习目标

(1)熟练掌握数据结构和算法的基本概念(数据的逻辑结构,数据的存储结构,算法定义,算法设计的要求、算法描述规范要点、算法设计风格) ;

(2)熟练掌握抽象数据类型的抽象描述方法和具体实现方法;

(3)熟练掌握算法性能评价的有关概念和基本的算法复杂度分析方法;

(4)熟练掌握问题求解的基本过程。

1.2 重点

(1)数据结构(逻辑结构、存储结构)

(2)抽象数据类型(定义、实现)

(3)算法(定义、设计要求、高级语言要点、复杂度分析)

(4)问题求解的基本过程

1.3 难点

(1)抽象数据类型的逻辑定义与物理实现;

(2)算法的渐进时间复杂度分析方法;

(3)问题求解的基本过程。

2 线性表

2.1 学习目标

(1)熟练掌握线性表的顺序存储结构和相应的操作实现;

(2)熟练掌握线性表的链式存储结构和相应的操作实现,包括单链表、循环链表、双向链表;

(3)了解静态链表;

(4)能熟练运用线性表解决实际问题。

2.2 重点

(1)线性表的抽象数据类型定义

(2)用顺序结构实现线性表

(3)用链表结构实现线性表(单链表、循环链表、双向链表)

(4)线性表应用实例。

2.3 难点

(1)头结点的作用,单指针、双指针、多指针的用法,指针初始化指向的确定(2)处理时判断当前结点与判断当前结点的后继结点的不同用处

(3)指向头指针的指针,指针保留技术,链表复制与链表重组的区别。

3 栈与队列

3.1 学习目标

(1)熟练掌握栈和队列的定义与特点;

(2)熟练掌握栈和队列的存储结构(顺序结构和链式结构)和相应的操作实现;(3)初步掌握栈与递归技术(递归定义、递归算法特征、递归的实现机制、递归到非递归的转换);

(4)能较熟练运用栈和队列解决实际问题。

3.2 重点

(1)栈和队列的特性;

(2)栈和队列的典型应用;

(3)递归算法的设计与分析;

(4)栈与递归的实现机制;

(5)递归程序转化为非递归程序的方法。

3.3 难点

(1)利用栈和队列解决实际问题的方法;

(2)递归算法的设计与分析;

(3)栈与递归的实现机制;

(4)递归程序转化为非递归程序的通用方法。

4 字符串

4.1 学习目标

(1)熟练掌握字符串的存储结构(定长顺序串、堆串)与操作实现;

(2)熟练掌握串的模式匹配、基本的串编辑应用技术。

4.2 重点

本章重点包括:

(1)堆串存储结构的特点;

(2)定长顺序串、堆串操作实现的异同;

(3)串的模式匹配;

(4)串的应用。

4.3 难点

(1)串的替换操作;

(2)串的模式匹配;

(3)串的应用。

5 数组和广义表

5.1 学习目标

(1)熟练掌握普通数组的顺序存储和高维数组地址计算;

(2)熟练掌握特殊矩阵的压缩存储存储和地址计算(规则分布矩阵及稀疏矩阵),包括规则分布矩阵的规律表示、稀疏矩阵表示(用三元组表、十字链表),以及在相应的压缩表示结构下实现转置等典型矩阵运算方法;

(3)初步掌握广义表的存储结构和表头表尾等基本操作。

5.2 重点

(1)数组的存储结构与地址计算,特殊矩阵的压缩存储

(2)稀疏矩阵(分别用三元组表、十字链表实现转置、加减法等矩阵运算)

(3)广义表的存储结构,广义表的基本操作。

5.3 难点

(1)多维数组的存储结构与地址计算,特殊矩阵压缩存储公式推导

(2)用三元组表实现矩阵的快速转置

(3)十字链表的结构与操作,广义表的存储结构

6 树形结构及其应用

6.1 学习目标

(1)熟练掌握二叉树的性质;二叉树的存储结构(顺序表示、二叉链表表示);二叉树运算,重点是二叉树的遍历算法及其应用(递归遍历、非递归遍历算法、递归到非递归的转换算法、由遍历序列确定二叉树等);

(2)熟练掌握树的存储结构(树的双亲表示法、树的孩子表示法、树的二叉链表即孩子兄弟链表法);

(3)熟练掌握树、森林与二叉树的关系,树的遍历方法;树和二叉树的转换方法(重点理解树的孩子兄弟链表存储结构与二叉树的二叉链表存储结构间的关系);(4)熟练掌握哈夫曼树及其应用。

6.2 重点

(1)二叉树的遍历算法及其应用(递归遍历算法、非递归遍历算法、递归遍历算法到非递归遍历算法的转换方法、由遍历序列确定二叉树等)

(2)树的存储结构与操作实现,树、森林及其与二叉树的对应关系

(3)哈夫曼树及其应用。

6.3 难点

(1)二叉树的非递归遍历算法,递归遍历算法到非递归遍历算法的转换方法

(2)二叉树不同遍历方法的灵活应用,线索二叉树的建立和使用

(3)用树的孩子兄弟链表实现树的基本操作。

7 图结构及其应用

7.1 学习目标

(1)熟练掌握图的存储结构(邻接矩阵、邻接表);

(2)熟练掌握图的遍历方法与应用(深度搜索与广度搜索);

(3)熟练掌握图的典型算法(最小生成树、拓扑排序、关键路径、最短路径)。

7.2 重点

(1)图的存储结构(邻接矩阵、邻接表)

(2)图的遍历方法与应用(深度优先搜索与广度优先搜索)

(3)图的典型算法(最小生成树、拓扑排序、关键路径、最短路径)。

7.3 难点

(1)图的遍历方法与应用

(2)图的典型算法(最小生成树、关键路径、最短路径)

8 常用查找技术

8.1 学习目标

(1)熟练掌握顺序查找、折半查找,了解分块查找;

(2)熟练掌握二叉排序树,初步掌握平衡二叉排序树、B-树方法;

(3)熟练掌握哈希表查找(构建哈希函数、解决冲突的方法);

(4)熟练掌握基本的查找性能分析方法。

8.2 重点

(1)折半查找

(2)二叉排序树

(3)计算散列式查找

(4)查找性能分析方法

8.3 难点

(1)二叉排序树的删除操作

(2)各种查找方法的性能分析

(3)平衡二叉排序树

(4)B-树方法

9 内部排序

9.1 学习目标

(1)熟练掌握典型排序算法的思想和实现过程;

(2)能够通过理论分析,比较各种排序算法的优缺点,比较他们在最坏、最好、平均情况下的复杂度;

(3)能够通过上机验证,直观比较各种排序算法的排序速度;

(4)能够根据不同情况,选择合适的排序算法;

(5)能够判断排序算法的稳定性;

9.2 重点

(1)直接插入排序,希尔排序

(2)冒泡排序,快速排序

(3)简单选择排序,堆排序

(4)稳定排序与不稳定排序,多种排序方法的综合比较

9.3 难点

(1)希尔排序,堆排序

(2)排序算法的时间复杂度分析

(3)典型排序算法的综合比较

10 外部排序与文件组织技术简介

10.1 学习目标

(1)初步掌握外存信息特性、外排序的基本方法;

(2)初步掌握索引文件、多重表、倒排表。

10.2 重点

(1)外排序的基本方法

(2)索引文件

(3)多重表

(4)倒排表

10.3 难点

(1)败方树

(2)索引文件

(3)多重表

(4)倒排表

五、考评方式与标准

“数据结构与算法”是理论与实践并重的课程,采用理论知识考核与实验考核相结合的考核方式。

(一)理论知识考核采用平时考核、期中考试、期末考试相结合的考核方式,满分为100分。

1.平时成绩(20%)

平时成绩包括书面作业完成情况(10%)、学习态度(3%)、学习纪律(3%)、课堂表现(3%)、课堂测试成绩(1%)。

其中书面作业完成情况包括完成作业数量(4%),完成作业质量(5%),书写是否认真(1%)等方面。

学习纪律包括考勤,是否按时提交作业等。

课堂表现包括上课时是否做与课堂无关的事等,听课是否认真专注,是否主动向教师提出问题,回答教师提问时的表现等。

学习态度表现在各个教学环节,包括是否经常迟到、早退、旷课,是否经常在课堂上做与上课无关的事,是否经常不按时提交作业,是否经常抄袭作业(有抄袭痕迹,如将b抄写为6),是否经常有作业潦草的情况等。

2.期中考试成绩(20%)

期中考试采用闭卷考试的形式,考查学生对前六章基本概念和基本方法的掌握程度。

答题时间120分钟,卷面分数100分,试卷题型与期末考试相同。

3.期末考试成绩(60%)

期末考试采用闭卷考试的形式,考查学生对全书基本概念和基本方法的掌握程度和综合运用能力。重点考查后五章内容,其中前六章内容不少于30%。

答题时间120分钟,卷面分数100分。

试卷题型包括简答题、选择题、填空题、构造题、算法设计题,完整试卷参所附样卷。

(二)实验考核采用上机表现、程序质量、实验报告质量相结合的考核方式,满分为100

分。

1.上机表现(30%)

包括出勤情况(5%)、调试表现(10%)、当面验收表现(15%)等。

其中调试表现包括是否做与要求题目无关的事情,上机准备是否充分(概要设计、详细设计),调试时是否认真专注,与辅导老师的交流情况等。

当面验收时,教师针对分析、概要设计、详细设计、编码和调试等环节随机提出若干问题,考察学生对实验技能的掌握情况。

2.程序质量(40%)

包括程序的正确性(15%)、程序的健壮性(5%)、算法的时空性能(10%)、程序逻辑结构的合理性(15%)、以及程序设计风格和程序的可读性(5%)。

其中程序的正确性分三个层次:(1)算法对于几组输入数据能够得出满足要求的结果,(2)算法对于精心选择的典型、苛刻而带有刁难性的几组输入数据能够得出满足要求的结果,(3)算法对于一切合法的输入数据都能产生满足要求的结果。达到第二个层次即可。

程序逻辑结构的合理性涉及ADT类型定义的合理性,常量的合理使用,是否使用了全局变量,函数原型的声明,主函数功能的合理界定,子函数的合理划分,函数参数的合理确定,传值和传地址的合理使用,返回值类型的合理定义,返回值方式的合理使用,局部变量的设置与定义位置是否合理,顺序语句的先后顺序是否自然,分支语句的结构是否清晰,循环语句的选用是否自然等方面。

良好的程序设计风格首先要求程序具有良好的逻辑结构,此外还涉及代码的缩进格式,括号的位置,合理的换行,是否有充分的注释,函数名称、参数名称、变量名称、类型名称、常量名称等标示符名称的合理性等方面。

3.实验报告质量(30%)

包括需求分析(3%)、模块划分(7%)、数据结构与ADT设计(7%)、算法设计(7%)、

调试分析(3%)、总结(3%)等。

六、学习方法建议

1. “数据结构与算法”的先修课程包括离散数学,计算机导论,高级语言程序设计等,其

中高级语言程序设计与课程学习的关系最为密切。教材中数据存储结构的定义和算法描述通常采用某种高级语言(最常用的是C语言),如果高级语言程序设计不熟练,看书学习和上机调试就会比较困难。高级语言程序设计基础较差的同学,要利用课余时间从最简单的程序开始调试,遇到问题向书本请教,向同学请教,还可以向网络提问。高级语言程序设计基础较好的同学,要利用课余时间加强那些与数据结构关系密切的高级语言知识点,如C语言的指针、结构体、自定义类型、函数定义、参数传递与结果返回方法等。

2. 上课时注意体会老师讲解时使用的形象图解、生动比喻、动画演示等,并尝试运用到学

习中去,给出自己的形象图解、生动比喻、动画演示创意等,将抽象的知识变成形象地、有趣的知识。

3. 课后应借助本课程的网络教学平台和教材附带的光盘自主学习,巩固并拓展课堂所学内

容。此外,还有大量其它的网络资源可以参考,应尽量选择正规的网站,并注意把握好时间。

4. 要重视书面作业。书面作业是消化掌握课堂知识的重要环节,是培养计算思维的重要手

段,是上机训练的前提条件。如果书面算法逻辑混乱、效率低下,上机调试就会事倍功半。除了完成要求的作业,还要尽量多看一些习题指导类的资料,包括网上资源。

5. 数据结构和算法问题通常没有一个绝对正确的标准答案,不同的方法有不同的优缺点和

适用范围。学习中既要独立思考,也要多和大家交流。互相启发思想,开阔思路,但坚决反对盲目照搬照抄。

6. 平时要多看好的参考书,加深对教材内容的理解,把书本越读越厚。然后通过归纳理出

要点,提纲携领,总结提高,使书本越读越薄。

7. 要重视上机实验。数据结构是理论学习与上机训练并重的课程,实验是学好本课程的重

要环节,是对学生的全面综合训练。是从知识过渡到技能的必由之路。

8. 上机前要做好充分的准备工作。首先分析布置的问题,然后概要设计出功能模块、伪码

算法和数据结构,最后编写出源代码。在此基础上,按照自底向上和递增式调试原则,初步拟定自己的调试方案。用调试好的底层模块构造更大的模块,而不要将所有代码一次全部输入并整体调试。

9. 输入程序时注意采用缩进格式,便于理解、查错和调试。

10. 在期中、期末复习时,可以参考教材后面的附录试卷。

七、教材与参考资料

1.耿国华等,《数据结构—C语言描述》,高等教育出版社,2011.6。

2.严蔚敏,吴伟民,《数据结构(C语言版)》清华大学出版社,2011.7。

3.张铭,王腾蛟,赵海燕,《数据结构与算法》,高等教育出版社,2008.6。

4.北京大学《数据结构与算法》国家精品课程网站,

https://www.wendangku.net/doc/987898210.html,/pkujpk/course/sjjg/

5.殷人昆,数据结构(用面向对象方法与C++描述),清华大学出版社,2007.6。

6. D. E. Knuth, the art of computer programming volume 1/fundamewfal algorithms, Third

Edition (Reading, Massachusetts: Addison-Wesley, 1997); volume 3/sorting and searching, Second Edition (Reading, Massachusetts: Addison-Wesley, 1998)

7.格里斯,程序设计方法技巧,第三卷。

数据结构课程设计

1.一元稀疏多项式计算器 [问题描述] 设计一个一元稀疏多项式简单计算器。 [基本要求] 输入并建立多项式; 输出多项式,输出形式为整数序列:n, c1, e1, c2, e2,……, cn, en ,其中n是多项式的项数,ci, ei分别是第i项的系数和指数,序列按指数降序排序; 多项式a和b相加,建立多项式a+b; 多项式a和b相减,建立多项式a-b; [测试数据] (2x+5x8-3.1x11)+(7-5x8+11x9)=(-3.1x11+11x9+2x+7) (6x-3-x+4.4x2-1.2x9)-(-6x-3+5.4x2-x2+7.8x15)=(-7.8x15-1.2x9-x+12x-3) (1+x+x2+x3+x4+x5)+(-x3-x4)=(x5+x2+x+1) (x+x3)+(-x-x3)=0 (x+x2+x3)+0=(x3+x2+x) [实现提示] 用带头结点的单链表存储多项式,多项式的项数存放在头结点中。 2.背包问题的求解 [问题描述] 假设有一个能装入总体积为T的背包和n件体积分别为w1, w2, …,wn的物品,能否从n件物品中挑选若干件恰好装满背包,即使w1+w2+…+wn=T,要求找出所有满足上述条件的解。例如:当T=10,各件物品的体积为{1,8,4,3,5,2}时,可找到下列4组解:(1,4,3,2)、(1,4,5)、(8,2)、(3,5,2) [实现提示] 可利用回溯法的设计思想来解决背包问题。首先,将物品排成一列,然后顺序选取物品转入背包,假设已选取了前i件物品之后背包还没有装满,则继续选取第i+1件物品,若该件物品“太大”不能装入,则弃之而继续选取下一件,直至背包装满为止。但如果在剩余的物品中找不到合适的物品以填满背包,则说明“刚刚”装入背包的那件物品“不合适”,应将它取出“弃之一边”,继续再从“它之后”的物品中选取,如此重复,直至求得满足条件的解,或者无解。 由于回溯求解的规则是“后进先出”因此自然要用到栈。 3.完全二叉树判断 用一个二叉链表存储的二叉树,判断其是否是完全二叉树。 4.最小生成树求解(1人) 任意创建一个图,利用克鲁斯卡尔算法,求出该图的最小生成树。 5.最小生成树求解(1人) 任意创建一个图,利用普里姆算法,求出该图的最小生成树。 6.树状显示二叉树 编写函数displaytree(二叉树的根指针,数据值宽度,屏幕的宽度)输出树的直观示意图。输出的二叉树是垂直打印的,同层的节点在同一行上。 [问题描述] 假设数据宽度datawidth=2,而屏幕宽度screenwidth为64=26,假设节点的输出位置用 (层号,须打印的空格数)来界定。 第0层:根在(0,32)处输出;

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数据结构实验指导书 一、实验目的 《数据结构》是计算机学科一门重要的专业基础课程,也是计算机学科的一门核心课程。本课程较为系统地论述了软件设计中常用的数据结构以及相应的存储结构与实现算法,并做了相应的性能分析和比较,课程内容丰富,理论系统。本课程的学习将为后续课程的学习以及软件设计水平的提高打下良好的基础。 由于以下原因,使得掌握这门课程具有较大的难度: 1)理论艰深,方法灵活,给学习带来困难; 2)内容丰富,涉及的知识较多,学习有一定的难度; 3)侧重于知识的实际应用,要求学生有较好的思维以及较强的分析和解决问题的能力,因而加大了学习的难度; 根据《数据结构》课程本身的特性,通过实验实践内容的训练,突出构造性思维训练的特征,目的是提高学生分析问题,组织数据及设计大型软件的能力。 课程上机实验的目的,不仅仅是验证教材和讲课的内容,检查自己所编的程序是否正确,课程安排的上机实验的目的可以概括为如下几个方面: (1)加深对课堂讲授内容的理解 实验是对学生的一种全面综合训练。是与课堂听讲、自学和练习相辅相成的必不可少的一个教学环节。通常,实验题中的问题比平时的习题复杂得多,也更接近实际。实验着眼于原理与应用的结合点,使学生学会如何把书上学到的知识用于解决实际问题,培养软件工作所需要的动手能力;另一方面,能使书上的知识变" 活" ,起到深化理解和灵活掌握教学内容的目的。 不少学生在解答习题尤其是算法设计时,觉得无从下手。实验中的内容和教科书的内容是密切相关的,解决题目要求所需的各种技术大多可从教科书中找到,只不过其出

现的形式呈多样化,因此需要仔细体会,在反复实践的过程中才能掌握。 (2) 培养学生软件设计的综合能力 平时的练习较偏重于如何编写功能单一的" 小" 算法,而实验题是软件设计的综合训练,包括问题分析、总体结构设计、用户界面设计、程序设计基本技能和技巧,多人合作,以至一整套软件工作规范的训练和科学作风的培养。 通过实验使学生不仅能够深化理解教学内容,进一步提高灵活运用数据结构、算法和程序设计技术的能力,而且可以在需求分析、总体结构设计、算法设计、程序设计、上机操作及程序调试等基本技能方面受到综合训练。实验着眼于原理与应用的结合点,使学生学会如何把书本上和课堂上学到的知识用于解决实际问题,从而培养计算机软件工作所需要的动手能力。 (3) 熟悉程序开发环境,学习上机调试程序一个程序从编辑,编译,连接到运行,都要在一定的外部操作环境下才能进行。所谓" 环境" 就是所用的计算机系统硬件,软件条件,只有学会使用这些环境,才能进行 程序开发工作。通过上机实验,熟练地掌握程序的开发环境,为以后真正编写计算机程序解决实际问题打下基础。同时,在今后遇到其它开发环境时就会触类旁通,很快掌握新系统的使用。 完成程序的编写,决不意味着万事大吉。你认为万无一失的程序,实际上机运行时可能不断出现麻烦。如编译程序检测出一大堆语法错误。有时程序本身不存在语法错误,也能够顺利运行,但是运行结果显然是错误的。开发环境所提供的编译系统无法发现这种程序逻辑错误,只能靠自己的上机经验分析判断错误所在。程序的调试是一个技巧性很强的工作,尽快掌握程序调试方法是非常重要的。分析问题,选择算法,编好程序,只能说完成一半工作,另一半工作就是调试程序,运行程序并得到正确结果。 二、实验要求 常用的软件开发方法,是将软件开发过程划分为分析、设计、实现和维护四个阶段。虽然数据结构课程中的实验题目的远不如从实际问题中的复杂程度度高,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,也应遵循以下五个步骤来完成实验题目: 1) 问题分析和任务定义 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。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

数据结构实验指导书(2016.03.11)

《数据结构》实验指导书 郑州轻工业学院 2016.02.20

目录 前言 (3) 实验01 顺序表的基本操作 (7) 实验02 单链表的基本操作 (19) 实验03 栈的基本操作 (32) 实验04 队列的基本操作 (35) 实验05 二叉树的基本操作 (38) 实验06 哈夫曼编码 (40) 实验07 图的两种存储和遍历 (42) 实验08 最小生成树、拓扑排序和最短路径 (46) 实验09 二叉排序树的基本操作 (48) 实验10 哈希表的生成 (50) 实验11 常用的内部排序算法 (52) 附:实验报告模板 .......... 错误!未定义书签。

前言 《数据结构》是计算机相关专业的一门核心基础课程,是编译原理、操作系统、数据库系统及其它系统程序和大型应用程序开发的重要基础,也是很多高校考研专业课之一。它主要介绍线性结构、树型结构、图状结构三种逻辑结构的特点和在计算机内的存储方法,并在此基础上介绍一些典型算法及其时、空效率分析。这门课程的主要任务是研究数据的逻辑关系以及这种逻辑关系在计算机中的表示、存储和运算,培养学生能够设计有效表达和简化算法的数据结构,从而提高其程序设计能力。通过学习,要求学生能够掌握各种数据结构的特点、存储表示和典型算法的设计思想及程序实现,能够根据实际问题选取合适的数据表达和存储方案,设计出简洁、高效、实用的算法,为后续课程的学习及软件开发打下良好的基础。另外本课程的学习过程也是进行复杂程序设计的训练过程,通过算法设计和上机实践的训练,能够培养学生的数据抽象能力和程序设计能力。学习这门课程,习题和实验是两个关键环节。学生理解算法,上机实验是最佳的途径之一。因此,实验环节的好坏是学生能否学好《数据结构》的关键。为了更好地配合学生实验,特编写实验指导书。 一、实验目的 本课程实验主要是为了原理和应用的结合,通过实验一方面使学生更好的理解数据结构的概念

数据结构课程设计报告模板

课程设计说明书 课程名称:数据结构 专业:班级: 姓名:学号: 指导教师:成绩: 完成日期:年月日

任务书 题目:黑白棋系统 设计内容及要求: 1.课程设计任务内容 通过玩家与电脑双方的交替下棋,在一个8行8列的方格中,进行棋子的相互交替翻转。反复循环下棋,最后让双方的棋子填满整个方格。再根据循环遍历方格程序,判断玩家与电脑双方的棋子数。进行大小判断,最红给出胜负的一方。并根据y/n选项,判断是否要进行下一局的游戏。 2.课程设计要求 实现黑白两色棋子的对峙 开发环境:vc++6.0 实现目标: (1)熟悉的运用c语言程序编写代码。 (2)能够理清整个程序的运行过程并绘画流程图 (3)了解如何定义局部变量和整体变量; (4)学会上机调试程序,发现问题,并解决 (5)学习使用C++程序来了解游戏原理。 (6)学习用文档书写程序说明

摘要 本文的研究工作在于利用计算机模拟人脑进行下黑白棋,计算机下棋是人工智能领域中的一个研究热点,多年以来,随着计算机技术和人工智能技术的不断发展,计算机下棋的水平得到了长足的进步 该程序的最终胜负是由棋盘上岗双方的棋子的个数来判断的,多的一方为胜,少的一方为负。所以该程序主要运用的战术有削弱对手行动战术、四角优先战术、在游戏开局和中局时,程序采用削弱对手行动力战术,即尽量减少对手能够落子的位置;在游戏终局时则采用最大贪吃战术,即尽可能多的吃掉对手的棋子;而四角优先战术则是贯穿游戏的始终,棋盘的四角围稳定角,不会被对手吃掉,所以这里是兵家的必争之地,在阻止对手进角的同时,自己却又要努力的进角。 关键词:黑白棋;编程;设计

《数据结构》基本概念

《数据结构》基本概念

基本概念 ?数据 数据是信息的载体,在计算机科学中是指所有能输入到计算机中并能被计算机程序识别和处理的符号集合。 ?数据元素 数据元素也称为结点,是表示数据的基本单位,在计算机程序中通常作为一个整体进行考虑和处理。 ?数据项 数据项是构成数据元素的不可分割的最小单位。?数据对象 数据对象是具有相同性质的数据元素的集合,是数据的子集。 注意:在不产生混淆的情况下,将数据对象简称为数据。 ?数据结构 数据结构是指相互之间存在一定关系的数据元素的集合,即数据结构是一个二元组DataStructure = (D, R),其中D是数据元素的集合,R是D上关系的集合。按照视点的不同,数据结构分为逻辑结构和存储结构。 ?数据的逻辑结构 数据的逻辑结构是指数据元素之间逻辑关系的整体。

根据数据元素之间逻辑关系的不同,数据结构分为四类: ⑴集合:数据元素之间就是“属于同一个集合”,除此之外,没有任何关系; ⑵线性结构:数据元素之间存在着一对一的线性关系; ⑶树结构:数据元素之间存在着一对多的层次关系; ⑷图结构:数据元素之间存在着多对多的任意关系。 注意:数据结构分为两类:线性结构和非线性结构。?数据的存储结构 数据的存储结构又称为物理结构,是数据及其逻辑结构在计算机中的表示。通常有两种存储结构:顺序存储结构和链接存储结构。 顺序存储结构的基本思想是:用一组连续的存储单元依次存储数据元素,数据元素之间的逻辑关系是由元素的存储位置来表示的。 链接存储结构的基本思想是:用一组任意的存储单元存储数据元素,数据元素之间的逻辑关系是用指针来表示的。 注意:存储结构除了存储数据元素之外,必须存储数据元素之间的逻辑关系。 ?抽象数据类型 抽象数据类型是一个数据结构以及定义在该结构上

实验指导-数据结构B教案资料

实验指导-数据结构B

附录综合实验 1、实验目的 本课程的目标之一是使得学生学会如何从问题出发,分析数据,构造求解问题的数据结构和算法,培养学生进行较复杂程序设计的能力。本课程实践性较强,为实现课程目标,要求学生完成一定数量的上机实验。从而一方面使得学生加深对课内所学的各种数据的逻辑结构、存储表示和运算的方法等基本内容的理解,学习如何运用所学的数据结构和算法知识解决应用问题的方法;另一方面,在程序设计方法、C语言编程环境以及程序的调试和测试等方面得到必要的训练。 2、实验基本要求: 1)学习使用自顶向下的分析方法,分析问题空间中存在哪些模块,明确这些模块之间的关系。 2)使用结构化的系统设计方法,将系统中存在的各个模块合理组织成层次结构,并明确定义各个结构体。确定模块的主要数据结构和接口。 3)熟练使用C语言环境来实现或重用模块,从而实现系统的层次结构。模块的实现包括结构体的定义和函数的实现。 4)学会利用数据结构所学知识设计结构清晰的算法和程序,并会分析所设计的算法的时间和空间复杂度。 5)所有的算法和实现均使用C语言进行描述,实验结束写出实验报告。

3、实验项目与内容: 1、线性表的基本运算及多项式的算术运算 内容:实现顺序表和单链表的基本运算,多项式的加法和乘法算术运算。 要求:能够正确演示线性表的查找、插入、删除运算。实现多项式的加法和乘法运算操作。 2、二叉树的基本操作及哈夫曼编码译码系统的实现 内容:创建一棵二叉树,实现先序、中序和后序遍历一棵二叉树,计算二叉树结点个数等操作。哈夫曼编码/译码系统。 要求:能成功演示二叉树的有关运算,实现哈夫曼编码/译码的功能,运算完毕后能成功释放二叉树所有结点占用的系统内存。 3、图的基本运算及智能交通中的最佳路径选择问题 内容:在邻接矩阵和邻接表两种不同存储结构上实现图的基本运算的算法,实现图的深度和宽度优先遍历算法,解决智能交通中的路径选择问题。设有n 个地点,编号为0~n-1,m条路径的起点、终点和代价由用户输入提供,寻找最佳路径方案(例如花费时间最少、路径长度最短、交通费用最小等,任选其一即可)。 要求:设计主函数,测试上述运算。 4、各种内排序算法的实现及性能比较 内容: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。 要求:使用随机数产生器产生较大规模数据集合,运行上述各种排序算法,使用系统时钟测量各算法所需的实际时间,并进行比较。

数据结构实验指导书

《数据结构》实验指导书 实验一顺序表 实验目的: 熟悉顺序表的逻辑特性、存储表示方法和顺序表的基本操作。 实验要求: 了解并熟悉顺序表的逻辑特性、存储表示方法和顺序表的基本操作的实现和应用。 实验内容: 1、编写程序实现在线性表中找出最大的和最小的数据元素,并符合下列要求: (1)设数据元素为整数,实现线性表的顺序存储表示。 (2)从键盘输入10个数据元素,利用顺序表的基本操作建立该表。 (3)利用顺序表的基本操作,找出表中最大的和最小的数据元素(用于比较的字段为整数)。 2、编写一个程序实现在学生成绩中找出最高分和最低分,并符合下列要求: (1)数据元素为学生成绩(含姓名、成绩等字段)。 (2)要求尽可能少地修改第一题的程序来得到此题的新程序,即要符合第一题的所有要求。(这里用于比较的字段为分数) 实验二链表 实验目的: 熟悉链表的逻辑特性、存储表示方法的特点和链式表的基本操作。 实验要求: 了解并熟悉链式表的逻辑特性、存储表示方法和链式表的基本操作的实现和应用。

实验内容: 1、编写一个程序建立存放学生成绩的有序链表并实现相关操作,要求如下: (1)设学生成绩表中的数据元素由学生姓名和学生成绩字段组成,实现这样的线性表的链式存储表示。 (2)键盘输入10个(或若干个,特殊数据来标记输入数据的结束)数据元素,利用链表的基本操作建立学生成绩单链表,要求该表为有序表 并带有头结点。(用于比较的字段为分数)。 (3)输入关键字值x,打印出表中所有关键字值<=x的结点。(用于比较的关键字字段为分数)。 (4)输入关键字值x,删除表中所有关键字值<=x的结点。(用于比较的关键字字段为分数)。 (5)输入关键字值x,并插入到表中,使所在的链表仍为有序表。(用于比较的字段为分数)。 实验三栈的应用 实验目的: 熟悉栈的逻辑特性、存储表示方法和栈的基本操作。 实验要求: 了解并熟悉栈的逻辑特性、顺序和链式存储表示方法和栈的基本操作的实现和应用。 实验内容: (1)判断一个表达式中的括号(仅有一种括号,小、中或大括号) 是否配对。编写并实现它的算法。 (2)用不同的存储方法,求解上面的问题。 (3)* 若表达式中既有小括号,又有大括号(或中括号),且允许 互相嵌套,但不能交叉,写出判断这样的表达式是否合法的算 法。如 2+3*(4-{5+2}*3)为合法;2+3*(4-{5+2 * 3} 、 2+3*(4-[5+2 * 3)为不合法。

《数据结构》基本概念

基本概念 数据 数据是信息的载体,在计算机科学中是指所有能输入到计算机中并能被计算机程序识别和处理的符号 集合。 数据元素数据元素也称为结点,是表示数据的基本单位,在计算机程序中通常作为一个整体进行考虑和处理。 数据项 数据项是构成数据元素的不可分割的最小单位。 数据对象数据对象是具有相同性质的数据元素的集合,是数据的子集。注意:在不产生混淆的情况下,将数据对象简称为数据。 数据结构数据结构是指相互之间存在一定关系的数据元素的集合,即数据结构是一个二元组DataStructure = (D, R),其中D是数据元素的集合,R是D上关系的集合。按照视点的不同,数据结构分为逻辑结构和存储结构。 数据的逻辑结构数据的逻辑结构是指数据元素之间逻辑关系的整体。根据数据元素之间逻辑关系的不同,数据结构分为四类: ⑴ 集合:数据元素之间就是“属于同一个集合”,除此之外,没有任何关系; ⑵ 线性结构:数据元素之间存在着一对一的线性关系; ⑶ 树结构:数据元素之间存在着一对多的层次关系; ⑷ 图结构:数据元素之间存在着多对多的任意关系。 注意:数据结构分为两类:线性结构和非线性结构。 数据的存储结构数据的存储结构又称为物理结构,是数据及其逻辑结构在计算机中的表示。通常有两种存储结构:顺序存储结构和链接存储结构。 顺序存储结构的基本思想是:用一组连续的存储单元依次存储数据元素,数据元素之间的逻辑关系是由元素的存储位置来表示的。 链接存储结构的基本思想是:用一组任意的存储单元存储数据元素,数据元素之间的逻辑关系是用指针来表示的。 注意:存储结构除了存储数据元素之外,必须存储数据元素之间的逻辑关系。 抽象数据类型抽象数据类型是一个数据结构以及定义在该结构上的一组操作的总称。抽象数据类型提供了使用和实现两个不同的视图,实现了封装和信息隐藏。 算法的定义通俗地讲,算法是解决问题的方法,严格地说,算法是对特定问题求解步骤的一种描述,是指令的有限序列。 算法的特性 ⑴ 输入:一个算法有零个或多个输入(即算法可以没有输入),这些输入通常取自于某个特定的对象集合。 ⑵ 输出:一个算法有一个或多个输出(即算法必须要有输出),通常输出与输入之间有着某种特定的关系。 ⑶ 有穷性:一个算法必须总是(对任何合法的输入)在执行有穷步之后结束,且每一步都在有穷时间内完成。 ⑷ 确定性:算法中的每一条指令必须有确切的含义,不存在二义性。并且,在任何条件下,对于相同的输入只能得到相同的输出。 ⑸ 可行性:算法描述的操作可以通过已经实现的基本操作执行有限次来实现。 线性表的定义 线性表简称表,是零个或多个具有相同类型的数据元素的有限序列。数据元素的个数称为线性表的长度,长度等于零时称为空表。 线性表的逻辑关系 在一个非空表L= (a i, a2, , a n)中,任意一对相邻的数据元素和a i之间(1< i < n)存在序偶 关系(a i-i,a i),且a i-i称为a i的前驱,a i称为的后继。在这个序列中,a i无前驱,a n无后继,其它每个元素有且仅有一个前驱和一个后继。 顺序表的存储结构定义 用MaxSize 表示数组的长度,顺序表的存储结构定义如下: #define MaxSize i00 typedef struct { ElemType data[MaxSize]; // ElemType 表示不确定的数据类型 int length; //length 表示线性表的长度

《数据结构》实验指导

《数据结构》实验指导 (计算机信息大类适用) 实验报告至少包含以下内容: 实验名称 实验目的与要求: 实验内容与步骤(需要你进行细化): 实验结果(若顺利完成,可简单说明;若实验过程中遇到问题,也请在此说明) 收获与体会(根据个人的实际情况进行说明,不得空缺) 实验1 大整数加法(8课时) 目的与要求: 1、线性表的链式存储结构及其基本运算、实现方法和技术的训练。 2、单链表的简单应用训练。 3、熟悉标准模版库STL中的链表相关的知识。 内容与步骤: 1、编程实现单链表的基本操作。 2、利用单链表存储大整数(大整数的位数不限)。 3、利用单链表实现两个大整数的相加运算。 4、进行测试,完成HLOJ(https://www.wendangku.net/doc/987898210.html,) 9515 02-线性表大整数A+B。 5、用STL之list完成上面的任务。 6、尝试完成HLOJ 9516 02-线性表大菲波数。 实验2 栈序列匹配(8课时) 目的与要求 1、栈的顺序存储结构及其基本运算、实现方法和技术的训练。 2、栈的简单应用训练。 3、熟悉标准模版库STL中的栈相关的知识。 内容与步骤: 1、编程实现顺序栈及其基本操作。 2、对于给出的入栈序列和出栈序列,判断2个序列是否相容。即:能否利用栈 将入栈序列转换为出栈序列。 3、进行测试,完成HLOJ 9525 03-栈与队列栈序列匹配。 4、用STL之stack完成上面的任务。 5、尝试完成HLOJ 9522 03-栈与队列胡同。

实验3 二叉排序树(8课时) 目的与要求 1、二叉树的链式存储结构及其基本运算、实现方法和技术的训练。 2、二叉树的遍历方法的训练。 3、二叉树的简单应用。 内容与步骤: 1、编程实现采用链式存储结构的二叉排序树。 2、实现插入节点的操作。 3、实现查找节点的操作(若查找失败,则将新节点插入二叉排序树)。 4、利用遍历算法对该二叉排序树中结点的关键字按递增和递减顺序输出,完成 HLOJ 9576 07-查找二叉排序树。 5、尝试利用二叉排序树完成HLOJ 9580 07-查找Let the Balloon Rise。 实验4 最小生成树(8课时) 目的与要求 1、图的邻接矩阵存储结构及其相关运算的训练。 2、掌握最小生成树的概念。 3、利用Prim算法求解最小生成树。 实验背景: 给定一个地区的n个城市间的距离网,用Prim算法建立最小生成树,并计算得到的最小生成树的代价。要求显示得到的最小生成树中包括了哪些城市间的道路,并显示得到的最小生成树的代价。 内容与步骤: 1、建立采用邻接矩阵的图。 2、编程实现Prim算法,求解最小生成树的代价。 3、尝试利用Prim算法完成:HLOJ 9561 06-图最小生成树。

2017数据结构实验指导书

《数据结构》实验指导书 贵州大学 电子信息学院 通信工程

目录 实验一顺序表的操作 (3) 实验二链表操作 (8) 实验三集合、稀疏矩阵和广义表 (19) 实验四栈和队列 (42) 实验五二叉树操作、图形或网状结构 (55) 实验六查找、排序 (88) 贵州大学实验报告 (109)

实验一顺序表的操作 实验学时:2学时 实验类型:验证 实验要求:必修 一、实验目的和要求 1、熟练掌握线性表的基本操作在顺序存储和链式存储上的实现。 2、以线性表的各种操作(建立、插入、删除等)的实现为重点。 3、掌握线性表的动态分配顺序存储结构的定义和基本操作的实现。 二、实验内容及步骤要求 1、定义顺序表类型,输入一组整型数据,建立顺序表。 typedef int ElemType; //定义顺序表 struct List{ ElemType *list; int Size; int MaxSize; }; 2、实现该线性表的删除。 3、实现该线性表的插入。 4、实现线性表中数据的显示。 5、实现线性表数据的定位和查找。 6、编写一个主函数,调试上述算法。 7、完成实验报告。 三、实验原理、方法和手段 1、根据实验内容编程,上机调试、得出正确的运行程序。 2、编译运行程序,观察运行情况和输出结果。 四、实验条件 运行Visual c++的微机一台 五、实验结果与分析 对程序进行调试,并将运行结果进行截图、对所得到的的结果分析。 六、实验总结 记录实验感受、上机过程中遇到的困难及解决办法、遗留的问题、意见和建议等,并将其写入实验报告中。

【附录----源程序】 #include #include using namespace std; typedef int ElemType; struct List { ElemType *list; int Size; int MaxSize; }; //初始化线性表 bool InitList(List &L) { L.MaxSize=20; L.list=new ElemType[L.MaxSize]; for(int i=0;i<20&&L.list==NULL;i++) { L.list=new ElemType[L.MaxSize]; } if(L.list==NULL) { cout<<"无法分配内存空间,退出程序"<L.Size+1||pos<1) { cout<<"位置无效"<

数据结构课程设计报告

《数据结构课程设计》报告 题目:课程设计题目2教学计划编制 班级:700 学号:09070026 姓名:尹煜 完成日期:2011年11月7日

一.需求分析 本课设的任务是根据课程之间的先后的顺序,利用拓扑排序算法,设计出教学计划,在七个学期中合理安排所需修的所有课程。 (一)输入形式:文件 文件中存储课程信息,包括课程名称、课程属性、课程学分以及课程之间先修关系。 格式:第一行给出课程数量。大于等于0的整形,无上限。 之后每行按如下格式“高等数学公共基础必修6.0”将每门课程的具体信息存入文件。 课程基本信息存储完毕后,接着给出各门课程之间的关系,把每门课程看成顶点,则关系即为边。 先给出边的数量。大于等于0的整形。 默认课程编号从0开始依次增加。之后每行按如下格式“1 3”存储。此例即为编号为1的课程与编号为3的课程之间有一条边,而1为3的前驱,即修完1课程才能修3课程。 例: (二)输出形式:1.以图形方式显示有向无环图

2.以文本文件形式存储课程安排 (三)课设的功能 1.根据文本文件中存储的课程信息(课程名称、课程属性、课程学分、课程之间关系) 以图形方式输出课程的有向无环图。 拓展:其显示的有向无环图可进行拖拽、拉伸、修改课程名称等操作。 2.对课程进行拓扑排序。 3.根据拓扑排序结果以及课程的学分安排七个学期的课程。 4.安排好的教学计划可以按图形方式显示也可存储在文本文件里供用户查看。 5.点击信息菜单项可显示本人的学好及姓名“09070026 尹煜” (四)测试数据(见六测设结果)

二.概要设计 数据类型的定义: 1.Class Graph即图类采用邻接矩阵的存储结构。类中定义两个二维数组int[][] matrix 和Object[][] adjMat。第一个用来标记两个顶点之间是否有边,为画图服务。第二个 是为了实现核心算法拓扑排序。 2.ArrayList list用来存储课程信息。DrawInfo类是一个辅助画图的类,其中 包括成员变量num、name、shuxing、xuefen分别代表课程的编号、名称、属性、 学分。ArrayList是一个DrawInfo类型的数组,主要用来在ReadFile、DrawG、DrawC、SaveFile、Window这些类之间辅助参数传递,传递课程信息。 3.Class DrawInfo, 包括int num;String name;String shuxing;float xuefen;四个成员变量。 4.Class Edge包括int from;int to;double weight;三个成员变量。 5.Class Vertex包括int value一个成员变量。 主要程序的流程图: //ReadFile.java

数据结构复习要点(整理版).docx

第一章数据结构概述 基本概念与术语 1.数据:数据是对客观事物的符号表示,在计算机科学中是指所有能输入到计算机中并被计算机程序所处理的符号的总称。 2. 数据元素:数据元素是数据的基本单位,是数据这个集合中的个体,也称之为元素,结点,顶点记录。 (补充:一个数据元素可由若干个数据项组成。数据项是数据的不可分割的最小单位。 ) 3.数据对象:数据对象是具有相同性质的数据元素的集合,是数据的一个子集。(有时候也 叫做属性。) 4.数据结构:数据结构是相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。 (1)数据的逻辑结构:数据的逻辑结构是指数据元素之间存在的固有逻辑关系,常称为数据结构。 数据的逻辑结构是从数据元素之间存在的逻辑关系上描述数据与数据的存储无关,是独立于计算机的。 依据数据元素之间的关系,可以把数据的逻辑结构分成以下几种: 1. 集合:数据中的数据元素之间除了“同属于一个集合“的关系以外,没有其他关系。 2. 线性结构:结构中的数据元素之间存在“一对一“的关系。若结构为非空集合,则除了第一个元素之外,和最后一个元素之外,其他每个元素都只有一个直接前驱和一个直接后继。 3. 树形结构:结构中的数据元素之间存在“一对多“的关系。若数据为非空集,则除了第一个元素 (根)之外,其它每个数据元素都只有一个直接前驱,以及多个或零个直接后继。 4. 图状结构:结构中的数据元素存在“多对多”的关系。若结构为非空集,折每个数据可有多个(或零个)直接后继。 (2)数据的存储结构:数据元素及其关系在计算机内的表示称为数据的存储结构。想要计算机处理数据,就必须把数据的逻辑结构映射为数据的存储结构。逻辑结构可以映射为以下两种存储结构: 1. 顺序存储结构:把逻辑上相邻的数据元素存储在物理位置也相邻的存储单元中,借助元素在存储器中的相对位置来表示数据之间的逻辑关系。 2. 链式存储结构:借助指针表达数据元素之间的逻辑关系。不要求逻辑上相邻的数据元素物理位置上也相邻。 5. 时间复杂度分析:1.常量阶:算法的时间复杂度与问题规模n 无关系T(n)=O(1) 2. 线性阶:算法的时间复杂度与问题规模 n 成线性关系T(n)=O(n) 3. 平方阶和立方阶:一般为循环的嵌套,循环体最后条件为i++ 时间复杂度的大小比较: O(1)< O(log 2 n)< O(n )< O(n log 2 n)< O(n2)< O(n3)< O(2 n )

《数据结构》实验指导书

《数据结构》实验指导书 实验类别:课内实验实验课程名称:数据结构 实验室名称:软件工程实验室实验课程编号:N02070601 总学时:64 学分: 4 适用专业:计算机科学与技术、网络工程、物联网工程、数字媒体专业 先修课程:计算机科学导论、离散数学 实验在教学培养计划中地位、作用: 数据结构是计算机软件相关专业的主干课程,也是计算机软硬件专业的重要基础课程。数据结构课程实验的目的是通过实验掌握数据结构的基本理论和算法,并运用它们来解决实际问题。数据结构课程实验是提高学生动手能力的重要的实践教学环节,对于培养学生的基本素质以及掌握程序设计的基本技能并养成良好的程序设计习惯方面发挥重要的作用。 实验一线性表的应用(2学时) 1、实验目的 通过本实验,掌握线性表链式存储结构的基本原理和基本运算以及在实际问题中的应用。 2、实验内容 建立某班学生的通讯录,要求用链表存储。 具体功能包括: (1)可以实现插入一个同学的通讯录记录; (2)能够删除某位同学的通讯录; (3)对通讯录打印输出。 3、实验要求 (1)定义通讯录内容的结构体; (2)建立存储通讯录的链表结构并初始化; (3)建立主函数: 1)建立录入函数(返回主界面) 2)建立插入函数(返回主界面) 3)建立删除函数(返回主界面) 4)建立输出和打印函数(返回主界面) I)通过循环对所有成员记录输出 II)输出指定姓名的某个同学的通讯录记录 5)退出 实验二树的应用(2学时) 1、实验目的 通过本实验掌握二叉排序树的建立和排序算法,了解二叉排序树在实际中的应用并熟练运用二叉排序树解决实际问题。 2、实验内容 建立一个由多种化妆品品牌价格组成的二叉排序树,并按照价格从低到高的顺序 打印输出。 3、实验要求 (1)创建化妆品信息的结构体; (2)定义二叉排序树链表的结点结构; (3)依次输入各类化妆品品牌的价格并按二叉排序树的要求创建一个二叉排序树链表;(4)对二叉排序树进行中序遍历输出,打印按价格从低到高顺序排列的化妆品品牌信息。 实验三图的应用(2学时)

数据结构课程设计

《数据结构》 课程设计报告 学号 姓名 班级 指导教师 安徽工业大学计算机学院 2010年6月

建立二叉树和线索二叉树 1.问题描述: 分别用以下方法建立二叉树并用图形显示出来: 1)用先序遍历的输入序列 2)用层次遍历的输入序列 3)用先序和中序遍历的结果 2.设计思路: 分三个方式去实现这个程序的功能,第一个实现先序遍历的输入数列建立二叉树;第二个是用层次遍历的方法输入序列;第三个是用先序和后序遍历的结果来建立二叉树;三种方法建立二叉树后都进行输出。关键是将这三个实现功能的函数写出来就行了;最后对所建立的二叉树进行中序线索化,并对此线索树进行中序遍历(不使用栈)。 3.数据结构设计: 该程序的主要目的就是建立二叉树和线索二叉树,所以采用树的存储方式更能完成这个程序; 结点的结构如下: typedef struct bnode { DataType data; int ltag,rtag; struct bnode *lchild, *rchild; } Bnode, *BTree; 4.功能函数设计: BTree CreateBinTree() 用先序遍历的方法讲二叉树建立; BTree CREATREE() 用队列实现层次二叉树的创建; void CreatBT(); 用先序和中序遍历的结果建立二叉树; void InThread(BTree t,BTree pre) 中序线索化; 5.编码实现: #include #include #define max 100 typedef struct bnode { char data; int ltag,rtag; struct bnode *lchild,*rchild; }Bnode,*BTree; BTree Q[max]; BTree CREATREE() { char ch; int front=1,rear=0;

数据结构复习提纲(整理)

复习提纲 第一章数据结构概述 基本概念与术语(P3) 1.数据结构是一门研究非数值计算程序设计问题中计算机的操作对象以及他们之间的关系和操作的学科. 2.数据是用来描述现实世界的数字,字符,图像,声音,以及能够输入到计算机中并能被计算机识别的符号的集合 2.数据元素是数据的基本单位 3.数据对象相同性质的数据元素的集合 4.数据结构包括三方面内容:数据的逻辑结构.数据的存储结构.数据的操作. (1)数据的逻辑结构指数据元素之间固有的逻辑关系. (2)数据的存储结构指数据元素及其关系在计算机内的表示 ( 3 ) 数据的操作指在数据逻辑结构上定义的操作算法,如插入,删除等. 5.时间复杂度分析 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1、名词解释:数据结构、二元组 2、根据数据元素之间关系的不同,数据的逻辑结构可以分为 集合、线性结构、树形结构和图状结构四种类型。 3、常见的数据存储结构一般有四种类型,它们分别是___顺序存储结构_____、___链式存储结构_____、___索引存储结构_____和___散列存储结构_____。 4、以下程序段的时间复杂度为___O(N2)_____。 int i,j,x; for(i=0;i

数据结构实验指导书及答案(徐州工程学院)

《数据结构实验》实验指导书及答案

信电工程学院计算机科学和技术教研室编 2011.12 数据结构实验所有代码整理 作者郑涛 声明:在这里我整理了数据结构实验的所有代码,希望能对大家的数据结构实验的考试有所帮助,大家可以有选择地浏览,特别针对一些重点知识需要加强记忆(ps:重点知识最好让孙天凯给出),希望大家能够在数据结构实验的考试中取得令人满意的成绩,如果有做的 不好的地方请大家谅解并欢迎予以指正。 实验一熟悉编程环境 实验预备知识: 1.熟悉本课程的语言编译环境(TC或VC),能够用C语言编写完整的程序,并能够发现和改正错误。 2.能够灵活的编写C程序,并能够熟练输入C程序。 一、实验目的 1.熟悉C语言编译环境,掌握C程序的编写、编译、运行和调试过程。 2.能够熟练的将C程序存储到指定位置。 二、实验环境 ⒈硬件:每个学生需配备计算机一台。 ⒉软件:Windows操作系统+Turbo C; 三、实验要求 1.将实验中每个功能用一个函数实现。 2.每个输入前要有输入提示(如:请输入2个整数当中用空格分割:),每个输出数据都要求有内容说明(如:280和100的和是:380。)。 3.函数名称和变量名称等用英文或英文简写(每个单词第一个字母大写)形式说明。 四、实验内容 1.在自己的U盘中建立“姓名+学号”文件夹,并在该文件夹中创建“实验1”文件夹(以后每次实验分别创建对应的文件夹),本次实验的所有程序和数据都要求存储到本文件夹中(以后实验都按照本次要求)。

2.编写一个输入某个学生10门课程成绩的函数(10门课程成绩放到结构体数组中,结构体包括:课程编号,课程名称,课程成绩)。 3.编写一个求10门成绩中最高成绩的函数,输出最高成绩和对应的课程名称,如果有多个最高成绩,则每个最高成绩均输出。 4.编写一个求10门成绩平均成绩的函数。 5.编写函数求出比平均成绩高的所有课程及成绩。 #include #include struct subject { int subject_id; char subject_name[20]; double subject_grades; }; struct subject sub[10]; void input() { int i; printf("please input:\n"); for(i=0;i<10;i++) { scanf("%d %s %lf",&sub[i].subject_id,&sub[i].subject_name,&sub[i].subject_g rades); } printf("you just input:\n"); for(i=0;i<3;i++) { printf("%d %s %lf\n",sub[i].subject_id,sub[i].subject_name,sub[i].subject_g rades); } } void subject_max() { int i,flag; double max=sub[0].subject_grades; for(i=0;i<10;i++) { if(sub[i].subject_grades>max)

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